LiDAR-Sensorsystem für automatisiertes und autonomes Fahren

Abstract

Kurzfassung Als integraler Bestandteil von automatisiert und selbstfahrenden Autos kann ein LiDAR-Sensorsystem zur Abstands-und Geschwindigkeitsmessung sowie zur Klassifizierung von Objekten im Straßenverkehr eingesetzt werden. Neben den optischen Sensoren kommt den elektronischen Schaltungskomponenten eine besondere Bedeutung zu. Sie müssen die Anforderungen der funktionalen Sicherheit nach ASIL Level-B/D (ISO 26262) erfüllen und definieren die Präzision der Messtechnik sowie den Kostenrah-men. 2.1 Einleitung Fahrerassistenzsysteme [7], [23] sind computerbasierte Zusatzeinrichtungen im Kraftfahr-zeug, die den Fahrer in Routineaktionen oder kritischen Fahrsituationen unterstützen. Da-bei können diese Systeme teilautonom und zukünftig auch autonom in Lenkung, Brems-system oder Fahrzeugdynamik eingreifen. Die Fahrsicherheit zu jedem Zeitpunkt sicher zu stellen ist, neben der Zuverlässigkeit des Systems, die wichtigste Anforderung. Das Ziel ist es, eine bestmögliche Reduzierung des Unfallrisikos, unterstützt durch eine aktive Korrek-tur von Fahrfehlern, zu erreichen. Um diese Aufgaben einwandfrei ausführen zu können benötigt das Assistenzsystem detaillierte Informationen von Umgebung und Fahrsituation. Wie beim Fahrer selbst-durch genaues hinsehen-werden die Umgebungsinformationen hauptsächlich mit Kameras sowie mit optischen (Ligth Detection And Ranging, LiDAR [1]) oder elektromagnetischen (Radio Direction and Ranging, RADAR [2]) Ortungsverfahren gewonnen. Durch die Kombination verschiedener Sensorsysteme (Sensorfusion) kann eine detail-lierte Darstellung der Umgebung und der darin agierenden Objekte erreicht werden. Die Empfindlichkeit und Präzision der Entfernungsmessung von Objekten spielt eine entscheidende Rolle für die Sicherheit. Je früher beispielsweise ein entferntes Hindernis