Bestuurdersassistentiesystemen: Wat sensoren kunnen doen
Bestuurdersassistentiesystemen (ADAS: Advanced Driver Assistance Systems) bieden voertuigen extra comfort en veiligheid in het wegverkeer. Inmiddels worden in personenauto's talrijke bestuurdersassistentiesystemen gebruikt, die vaak worden gecombineerd in afzonderlijke veiligheidspakketten. Dit wordt mogelijk gemaakt door steeds intelligentere omgevingsherkenning via steeds beter presterende sensortechnologie. Ultrageluid, radar, lidar, camera en co. hebben duidelijk aan prestatievermogen gewonnen. De uiterst complexe software vormt het hart van de steeds krachtiger wordende regeleenheden. Het optimaliseert de processen van de algoritmes om snel te kunnen reageren en de juiste (re)actie te ondernemen, zelfs in kritieke rijsituaties. Zo kunnen kritieke situaties onder controle worden gehouden en ongelukken voorkomen.
Radar- en ultrasone sensoren
Radarsystemen (meestal met 77 GHz) maken nauwkeurige snelheids- en afstandsmetingen mogelijk - zelfs bij hoge snelheid van het voertuig - maar hebben geen hoge hoekresolutie. Ze worden bijvoorbeeld gebruikt om botsingen te vermijden. Een van de sterke punten is de onafhankelijkheid van het weer. Naast korteafstandsradar voor de detectie van objecten tot 30 m afstand worden middellange- en langeafstandsradarsystemen gebruikt met een bereik tot 250 m.
Lidar sensors
The lidar sensor is an equally important sensor. The abbreviation means light-detection and ranging – an optical measuring system used to detect objects. The position of the object can be determined by the reflection of the emitted light at the object until the light returns to the receiver. In principle, therefore, it is a laser scanner that can also create a three-dimensional image of the surroundings. Lidar systems do not work with microwaves, but with light pulses from non-visible light ranges, i.e. near infrared light. They usually have a 905 nm wavelength, a range of 200 m in good weather conditions, a high angular resolution and 360° coverage. However, dazzling light and poor visibility conditions, such as fog, rain or spray, affect the range. Therefore, lidar is mostly used as an auxiliary system.
Moderne camera's kunnen bovendien obstakels voor het voertuig detecteren en zelfs onderscheiden. Er worden zowel mono- als stereocamera's gebruikt. Deze laatste kunnen obstakels driedimensionaal detecteren zonder aanvullende sensortechnologie. Bij een stereocamera beperkt de installatieruimte echter de 3D-beeldvorming: Hoe kleiner de afstand tussen de twee cameralenzen, hoe kleiner het effectieve driedimensionale meetbereik. Dit betekent: Stereocamera's kunnen driedimensionaal kijken tot 50 m voor het voertuig. Bovendien zijn de verschillen in perspectief van de twee genomen beelden te klein om er 3D-informatie uit af te leiden. Boven deze grens gedraagt de camera zich als een monocamera.
Het bereik van een monocamera is ongeveer 250 m, ongeacht de installatieruimte. Door de beelden van verschillende camera's en sensoren te combineren, kan een driedimensionale weergave worden gecreëerd. Camera's in het interieur kunnen ook detecteren of de bestuurder moe of afgeleid is. Omringende camera's (voor en achter) registreren ook de directe omgeving van de auto en tonen obstakels.
Infraroodsensoren
Voor nachtzichtassistenten daarentegen worden infraroodcamera's gebruikt. Ze reageren op de warmtestraling van objecten. Omgezet in zwart-wit beelden, wordt de informatie in het gecombineerde display weergegeven. De koelere omgeving wordt donker, mensen en dieren daarentegen opvallend helder weergegeven. Moderne systemen detecteren zowel mensen als groter wild op een afstand tot 300 m. In gevaarlijke situaties klinkt een waarschuwingssignaal. Afhankelijk van het koplampsysteem is het bijvoorbeeld mogelijk de persoon te waarschuwen met korte lichtpulsen.
Het samenvoegen van sensorgegevens
Alle relevante gegevens van ultrageluid, radar, lidar, camera en dergelijke kunnen intelligent en in real time worden gekoppeld met behulp van zogenaamde sensorfusie. In feite is dit wat geautomatiseerd rijden mogelijk maakt. Redundanties, d.w.z. de gedeeltelijke overlapping van resultaten op het gebied van omgevingsherkenning, zijn daarbij uitdrukkelijk gewenst. Alleen redundanties en plausibiliteitscontroles, d.w.z. de systeeminterne controle of de omgevingsgegevens correct zijn geregistreerd, voorkomen grotendeels een onjuiste interpretatie van de gegevens. Afhankelijk van de rijhulpsystemen, de mate van automatisering en de voertuigklasse hebben we dus te maken met een specifieke mix van informatie en sensoren en steeds meer gegevens die in real time moeten worden verwerkt. Nu al een echt meesterwerk van technologie!
