Hochschule Osnabrück entwickelt Testsystem für Laserscanner (LiDAR) an autonomen Fahrzeugen
Gemeinsames Forschungsprojekt mit Start-up SCRAMBLUX GmbH und Leibniz
Universität Hannover schafft neue 4D-Simulationsumgebung
Sensoren, wie zum Beispiel Laserscanner, sind schon heute ein zentraler
Baustein vieler Assistenzsysteme am Auto, etwa beim Parken oder der
Abstandskontrolle.
Der Einsatz und die Bedeutung werden mit der
Entwicklung des autonomen Fahrens in den nächsten Jahren weiter zunehmen.
Denn nach Einschätzung des Allgemeinen Deutschen Automobil-Club e.V.
(ADAC) könnten bereits 2040 eine größere Zahl an Autos unterwegs sein, die
völlig autonom von Tür zu Tür fahren und sowohl im Stadtverkehr als auch
auf Autobahnen und Landstraßen keine*n Fahrer*in mehr benötigt.
Autonome Fahrzeuge können sich selbstständig und ohne menschliches
Eingreifen fortzubewegen. Um ihre Umgebung wahrzunehmen, nutzen sie
verschiedene Sensoren, wie beispielsweise Kameras oder Laserscanner.
Autonome Fahrzeuge bei der HU: Sensoren auf dem Prüfstand
„Wie alle Fahrzeuge, die auf deutschen Straßen unterwegs sind, werden auch
autonome Autos zur Hauptuntersuchung müssen. Dabei müssen auch ihre
Sensoren auf Herz und Nieren geprüft werden – insbesondere die
Laserscanner, die mit hoher Präzision die Umgebung wahrnehmen,“ sagt Robin
Hilker, wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Hochschule Osnabrück.
Um solche Prüfungen effizient und sicher zu gestalten, arbeitet die
Hochschule Osnabrück gemeinsam mit dem Start-up SCRAMBLUX GmbH und dem
Institut für Produktentwicklung und Gerätebau (IPeG) der Leibniz
Universität Hannover an dem Projekt 4D-LiDAR – 4D-Punktwolkengenerator für
Lidar-Tests. Ziel ist es, ein System zu schaffen, das realistische
Testbedingungen und Szenarien für Laserscanner simuliert.
Reichweite simulieren statt Testhallen bauen
Die Herausforderung: Ein Laserscanner erkennt Objekte in bis zu 300 Metern
Entfernung. Um seine Funktion zu überprüfen, müsste man diese Distanz
eigentlich real abbilden – was enorme Testflächen und -aufbauten erfordern
würde. Das wäre nicht nur sehr aufwendig, sondern auch teuer. SCRAMBLUX
hat bereits ein Testsystem entwickelt, das die Entfernung simulieren kann,
allerdings nur bei statischen Objekten. Im nächsten Schritt wollen die
Forschenden daher nicht nur Entfernungen, sondern auch Bewegungen
simulieren, indem sie eine künstliche 4D-Umgebungen (Raum plus Zeit)
erzeugen.
Aktuell entsteht dafür ein Testaufbau mit intelligent gesteuerten
optischen Komponenten. Damit sollen sowohl stehende als auch bewegte
Objekte – etwa ein entgegenkommendes Auto – realitätsnah abgebildet
werden. „Am Ende soll mit den Laserscannern, die vor unserem Testsystem
positioniert werden, genauso eine Punktwolke erzeugt werden können, als
wäre der Laserscanner im realen Straßenverkehr.“, so Verena Nyhof,
wissenschaftliche Mitarbeiterin im Projekt. „Das ist ein großer Schritt zu
praxisnahen und standardisierten Prüfverfahren, ohne dass komplexe
Szenarien physisch aufgebaut werden müssen.“
Dank der Simulation kann nicht nur auf große Testhallen verzichtet werden.
Es ist zudem möglich die Sensoren direkt am Fahrzeug zu testen.
Praxisnah und zukunftsweisend – auch für die Landwirtschaft
Obwohl das Projekt im Automotive-Bereich angesiedelt ist, sieht das
Osnabrücker Forschungsteam klare Bezüge zur Landwirtschaft. „Wir
beschäftigen uns seit über zehn Jahren mit der Validierung von Sensoren
für autonome Landmaschinen“, sagt Prof. Dr.-Ing. Christian Meltebrink,
Professor für autonome und kollaborative Agrar- und Sensorsysteme. „Das
Wissen aus dem Fahrzeugbereich können wir künftig für Agrarsysteme nutzen.
Auch hier spielen Laserscanner eine immer größere Rolle – etwa bei der
Navigation oder der Pflanzenhöhenbestimmung.“
Hintergrund
Das Projekt ist auf zwei Jahre angelegt und wird mit 298.190 Euro über den
Europäischer Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert. Zum
Projektende soll ein funktionsfähiger Prototyp vorliegen, der zeigt, dass
eine realistische Laserscanner-Prüfung auf engem Raum technisch machbar
ist.
