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Technik hinter Assistenzsystemen

Radarsensoren im Fokus

sensor, radarsensor, radar Foto: Daimler

Moderne Assistenzsysteme bauen auf einer ganzen Armada an Sensoren und Prozessoren auf. Das Radar ist vor allem für die Kenngrößen Abstand und Geschwindigkeit von großer Bedeutung.

02.12.2017 Markus Bauer

Ohne Elektronik funktioniert in modernen Automobilen nichts mehr. Das gilt nicht nur für die Motorsteuerung, sondern auch für all jene Assistenzsysteme, die seit einigen Jahren die Fahrt in Lkw und Bus sicherer machen sollen. Die Grundkomponenten hierfür sind aber schon deutlich älter. Ein zentrales Bauteil moderner Abstandstempomaten und Notbremsassistenten ist die Radartechnik. Das Akronym steht für Radio Detection and Ranging (Funkortung und Abstandsmessung). Tatsächlich nutzt das System elektromagnetische Funkwellen im Radiofrequenzbereich. Zunächst sendet das Radar diese Wellen gebündelt aus. Objekte reflektieren das sogenannte Primärsignal und werfen ein Echo zurück. Aus dem so gewonnenen Sekundärsignal errechnet das Gerät Winkel, Entfernung oder die relative Bewegung des angepeilten Objektes zum Sender.

sensor, radarsensor, radar Foto: Daimler
Wichtig fürs Platooning ist der Abstand, den der Radarsensor misst.

Radar ist genauso alt wie das Automobil selbst

Mehrere Messungen in Reihe liefern Wegstrecke und Geschwindigkeit des Gegenübers. Das Prinzip geht auf einen Versuch von Heinrich Hertz aus dem Jahr 1886 zurück. Dem- nach werden die Wellen von Metall reflektiert. Das Radar ist damit streng genommen also genauson alt wie das Automobil selbst. Im Zweiten Weltkrieg trat die Ortungstechnik dann den Siegeszug im militärischen Bereich an. Die Streitkräfte hielten zudem bis 1960 das alleinige Privileg, an der Technik weiter zu forschen. Nach Entwicklungen für die zivile Luft- und Seefahrt dauerte es noch weitere Jahre, bis das Radar im Auto angekommen ist. Dort kommen vornehmlich sogenannte Dauerstrichradare zum Einsatz.

Die Sensoren senden kontinuierlich Wellen aus, empfangen diese und werten die Daten aus. Um aber exakte Informationen über die Entfernung zwischen dem Fahrzeug und einem weiteren Objekt zu gewinnen, muss der Sensor seine Frequenz nach einem festgelegten Zyklus verändern (FMCW-Radar: frequency modulated continuous wave radar). Auf diese Weise lässt sich genau erfassen, wie lange welche Welle unterwegs war. In der Luft geht man davon aus, dass sich die Wellen mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, also konstant mit etwa 300.000 Kilometer pro Sekunde.

sensor, radarsensor, radar Foto: Bosch
Mittlerweile ist der Einsatz von Radar kompakt genug fürs Auto.

Seit den Neunzigern feiert das Radar im Auto große Erfolge

Für das Radar verwendete Funkwellen bestehen prinzipiell aus der gleichen Strahlung, die auch in Mikrowellen dazu dient, Speisen zu erhitzen. Allerdings besteht bei Lastwagen keine Gefahr für Fußgänger, die vom Radarstrahl erfasst werden. Die Sendeleistung beträgt in der Regel etwa 10 Milliwatt. Zum Vergleich: Eine Haushaltsmikrowelle arbeitet im Kilowattbereich, also mit etwa der 100.000-fachen Leistung, und benötigt daher auch ein abschirmendes Gehäuse aus Metall. Zum ersten Mal in großem Stil hat das Radar Anfang der 1990er-Jahre den Weg ins Automobil gefunden. Große Erfolge feierte 1993 das amerikanische Busunternehmen Greyhound Lines. Mehr als 1.000 FMCW-Radargeräte (24 Gigahertz) in den Bussen haben die Unfallrate um etwa ein Fünftel gesenkt. Wenige Jahre später hat Daimler die Technik, nun mit 77 Gigahertz, in den Pkw überführt.

Die höhere Frequenz bringt eine Wellenlänge von nur vier Millimetern mit sich. Im Vergleich zu den billigeren 24-Gigahertz-Varianten benötigen die höherfrequenten Systeme einen wesentlich geringeren Bauraum. Im Jahr 2006 hat erneut Daimler den ersten Notbremsassistenten für Lkw eingeführt, den sogenannten Active Brake Assist (ABA). 2008 folgen die Reisebusse. Erkennt das elektronische Gehirn, dass ein Aufprall unmittelbar bevorsteht, löst es eine Warnkaskade aus, um den Fahrer zum Bremsen zu bewegen. Reagiert dieser nicht, leitet der ABA automatisch eine Notbremsung ein, um den Unfall zu verhindern oder zumindest abzumildern. Seit November 2013 müssen solche Systeme bei jedem neuen schweren Lkw an Bord sein.

Dieser Artikel stammt aus diesem Heft
Lao 12 2017 Titel
Heft 12 / 2017 11. November 2017 Heftinhalt anzeigen Jetzt kaufen
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