Assistenzsysteme wie Einparkhilfen oder Kollisionswarnungen im Fahrzeug erleichtern dem Fahrer das Leben erheblich. Was sich beim PKW auch in Klein- und Mittelklassefahrzeugen zum Standard etabliert hat, ist bei Sonderfahrzeugen für die Landwirtschaft, den Bergbau oder die Lagerlogistik alles andere als selbstverständlich. Doch gerade hier können Kollisionen schwerwiegende Schäden und Prozessverzögerungen verursachen. Fahrern von riesigen, unübersichtlichen Fahrzeugen, wie zum Beispiel Mähdreschern, nur ein paar staubbedeckte Spiegel als Navigationshilfe zur Verfügung zu stellen, ist nicht mehr zeitgemäß. Für solche Fahrzeuge hat der Berliner Sensorhersteller First Sensor deshalb ein Embedded-Area-View-System mit moderner Kamera- und Bildverarbeitungstechnik entwickelt. Es soll die Sicherheit beim Fahren deutlich erhöhen.
Ziel der Entwicklung war es, dem Fahrer einen Rundumblick zu verschaffen und gleichzeitig ein modulares, nachrüstbares und automatisch kalibrierbares Systems zu entwerfen. Dafür sind zunächst geeignete Kameras notwendig. In seinem Dresdner Werk stellt First Sensor Kameras her, die für sehr schwierige mobile Einsatzgebiete ausgelegt sind. Für das Embedded-Area-View-System fiel die Wahl auf digitale HDR-CMOS-Kameras mit einer Auflösung von wahlweise einem oder zwei Megapixeln, die nach ISO/TS 16949 zertifiziert sind. Mit ihrem großen Dynamikbereich von über 100 dB eignen sich diese Kameras ideal für schlechte Lichtverhältnisse und starke Helligkeitsunterschiede. Zudem sind sie unempfindliche gegenüber Vibrationen, IP67-geschützt und können in einem weiten Arbeitstemperaturbereich von –40 bis 85 °C eingesetzt werden. Die Embedded-Control-Unit (ECU) wird über eine LVDS-Schnittstelle hoch performant und mit minimaler Latenz mit einem Rohdatenstrom versorgt. Bis zu sechs dieser Kameras lassen sich mit der ECU verbinden.
Intelligente Bildsynthese
Das gemäß Automobilstandards wie A-SPICE und ASIL entwickelte System errechnet aus den hochauflösenden dynamischen Kamerabildern unterschiedliche Ansichten, die dem Fahrzeugführer einen Rundumblick vermitteln. Dadurch eliminiert es den toten Winkel und stellt für unübersichtlichen Situationen passende Ansichten zur Verfügung. Die Displays im Cockpit zeigen nicht nur eine Rundumsicht, sondern der Fahrer kann sich auch virtuell aus dem Fahrzeug herausbewegen. Dadurch ist ein Blick aus unterschiedlichen Perspektiven auf das Fahrzeug und die Umgebung möglich. Unterstützt werden unter anderem:
die Vogelperspektive
die Perspektive eines Einweisers
der Zoom auf den Abstand zwischen Fahrzeug und Hindernis
Als weitere Besonderheit kann das Steuergerät zwei unterschiedliche Videostreams parallel berechnen und auf Monitoren ausgeben. Es ist zum Beispiel möglich, die Umgebung und den Wirkungsbereich des Fahrzeugs auf getrennten Monitoren anzuzeigen.
Offen für Erweiterung
Damit die Software des Systems die Bildinformationen richtig zusammensetzen und Verzerrungen ausgleichen kann, muss sie bezüglich der Kamerapositionen kalibriert werden. Für diese Zwecke ist es mit einer automatischen Kalibrierung ausgestattet. Es eignet sich somit auch für die Nachrüstung. Die Software lässt sich außerdem modular erweitern. Durch Sensorfusion können beispielsweise zusätzliche Fahrzeugdaten wie die Geschwindigkeit, der Lenkeinschlag oder Annährungssensordaten empfangen und ausgewertet werden.
Das Embedded-Area-View-System ist als Basis für verschiedene Fahrerassistenzsysteme gedacht. Aufbauend darauf können Hersteller auf ihre Fahrzeuge zugeschnittene Systeme entwickeln. Neben Sonderfahrzeugen für die Landwirtschaft, den Bergbau, den Hoch- und Tiefbau, das Transportwesen und die Lagerlogistik eignet es sich natürlich auch für klassische PKWs.
