Autonomes Fahren "Sehende" Autoscheinwerfer aus Dresden

Ein Fahrzeug, das möglichst viel allein können soll, braucht jede Menge Sensoren. Doch der Platz für deren Einbau am und im Auto ist begrenzt. Forscher aus Dresden haben jetzt ein Scheinwerferglas entwickelt, das als Messfühler dient.

Eine grafische Darstellung eines Pkw's in einem viertuellen Umfeld
Bildrechte: Fraunhofer FEP

Die Geschwindigkeit regeln, den Spurwechsel unterstützen, Zusammenstöße vermeiden, Fußgänger und Radfahrer erkennen - all das soll ein Auto heute können. Die Signale dafür, was gerade zu tun ist, bekommt es von Sensoren, die per Funk den Abstand oder die Richtung messen, in die das Fahrzeug sich bewegt. Je mehr Funktionen es ausführen soll, desto mehr Messpunkte braucht es. Problem: Der Platz dafür an geeigneten Stellen ist begrenzt.

RadarGlass: "sehende" Frontscheinwerfer

Das Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP in Dresden hat gemeinsam mit Partnern Radarsensoren entwickelt, die in die Frontscheinwerfer der Autos integriert werden können. Damit haben sie nicht nur einen neuen Platz für die Messtechnik ausfindig gemacht, sondern die Radarsensoren sind so auch vor Schnee, Eis und Regen geschützt und optisch verborgen.

Eine Spezialbeschichtung macht´s möglich

Die Wissenschaftler haben ein Dünnschichtsystem hergestellt, das das Licht des Scheinwerfers nicht beeinträchtigt und Radarwellen verlustarm formt und steuert. Um zum Beispiel Fußgänger zu erkennen, werden Radarstrahlen zur Seite gelenkt. Außerdem läßt sich die Strahlausformung wie ein Auge auf den Nah- oder Fernbereich anpassen. Für all das müssen kleine Bereiche der Beschichtung mittels Laser präzise strukturiert werden. So können sie als Antennen für die Radarwellen fungieren.

eine quadratische Glasplatte mit Beschichtung
Spezialbeschichtung mit Laser-gefrästen Antennenstrukturen Bildrechte: Fraunhofer FEP

Das Dünnschichtsystem ist im sichtbaren Bereich nahezu transparent und kann zudem auch hochfrequente Wellen formen.

Dr. Manuela Junghähnel, Projektleiterin am Fraunhofer FEP

Mit einem Vorgang, der "Kathodenzerstäubung" oder "Sputtern" genannt wird, wird ein transparantes leitfähiges Oxid aufgebracht. Mit Laser entstehen dann die Antennenstrukturen.

Außerdem sei der Herstellungsprozess so weit optimiert, dass die Beschichtung die Farbe der Lichtquelle unverändert lässt und Temperaturschwankungen zwischen -30 °C und +120 °C standhält, so Junghähnel. Der Prototyp ist im Hinblick auf die Messung für den Fernbereich ausgelegt und kann Hindernisse in bis zu 300 m Entfernung erkennen.

Neben dem Fraunhofer FEP sind das Institut für Hochfrequenztechnik der RWTH Aachen (Entwicklung der Radarantenne) und das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT (Entwicklung eines hochpräzisen Laserabtragprozesses zur Strukturierung der Antennenelemente auf der Beschichtung) am Projekt "RadarGlass" beteiligt. Das Vorhaben wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF gefördert.

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