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NTN-SNR entwickelt Komponenten für Fahrzeuge der Autonomiestufe 3
NTN-SNR hat den Winkelsensor perfektioniert, der als zentraler Bestandteil des Lidar-Systems Valeo Scala serienmässig im Audi A8 zum Einsatz kommt. Die Limousine ist das erste Fahrzeug mit Funktionen der Autonomiestufe 3 das ohne ständige fahrerseitige Überwachung mit 60 km/h auf einer zweispurigen, durch einen Mittelstreifen getrennte Strasse autonom fahren kann.
Der Sensor beruht auf den Erfahrungen von NTN-SNR mit ASB, einer Technologie, die das Unternehmen 1997 auf den Markt brachte und die heute als internationaler Standard gilt. Valeo Scala ist das erste Lidar-System, das eine derartige Funktionalität und Leistung zu einem für die Serienproduktion erschwinglichen Preis bietet. Als Entwicklungspartner positioniert sich NTN-SNR damit als führendes Mechatronik-Unternehmen mit einer Lösung, die in den kommenden Jahren eine bedeutende Rolle spielen dürfte. Weitere Autohersteller haben bereits ihr Interesse an diesem System bekundet und testen die Lösung von Valeo.
Die Entwicklung an der zweiten Generation des Lidar-Systems läuft bereits auf Hochtouren. Die rotierenden Spiegel erfassen das von Objekten reflektierte Licht und erzeugen somit ein Abbild der Fahrzeugumgebung. Dabei misst der NTN-SNR-Winkelsensor die Bewegung der Objekte mit grosser Genauigkeit. Die Lösung von NTN-SNR setzt sich aus zwei Komponenten zusammen: Einem zweispurigen Magnetring auf dem Drehmotor des Spiegels und einem feststehenden Sensor, der die Winkelposition des Rotors misst. NTN-SNR hat einen Sensor mit sehr hoher Auflösung von mehr als 5000 Polpaargrenzen pro Umdrehung entwickelt, der eine Messgenauigkeit von wenigen Zehntel Graden ermöglicht. Mithilfe der zweiten Spur kann ein Referenzimpuls die „absolute“ Winkelposition des Spiegels in seiner Umgebung ermitteln und diese bei jeder Umdrehung bestätigen. Die sehr hohe Auflösung war eine Voraussetzung für die Ausstattung des Lidar-Systems mit der Magnetsensortechnologie, die im Übrigen kostengünstiger und robuster als ein optischer Sensor ist.
Die Zusammenarbeit mit Valeo unterstreicht die Kompetenz von NTN-SNR in der Mechatronik seit Einführung der ASB-Technologie im Jahr 1997. Die Entwicklung des Systems erstreckte sich über vier Jahre und mehrere Prototypen. Das Projekt wurde gemeinsam mit den technischen Teams von Valeo und Audi sowie mit der Technik- und Entwicklungsabteilung von NTN-SNR durchgeführt. Eine vorherige Entwicklung des MPS40S-Sensors diente als Ausgangsbasis. „Unserer mechatronisches Know-how und unsere Fähigkeit, uns an die Vorgaben unserer Kunden anzupassen, haben entscheidend zum Erfolg des Projekts beigetragen“, so Christophe Duret, Leiter der Mechatronic Abteilung bei NTN-SNR.
Mit Beginn der Serienproduktion im Jahr 2017 und bei einer ab 2019 geplanten Stückzahl von mehr als 150.000 Einheiten wird die von NTN-SNR für das Lidar-System von Valeo entwickelte Technologie zu einem bedeutenden Wachstumstreiber, zumal weitere Abnehmer ihr Interesse bekundet haben. Viele weitere Hersteller, die an der Entwicklung autonomer Fahrzeuge arbeiten, befinden sich bereits in der Testphase. NTN-SNR und Valeo arbeiten zudem an der zweiten Generation des Lidar-Systems, das eine noch höhere Genauigkeit und Auflösung bieten wird und das in den von Valeo entwickelten „Sensor-Kokon“ integriert werden soll. Die Leistung und die äusserst wettbewerbsfähigen Kosten machen das Lidar-System von Valeo zu einem besonders attraktiven Gerät für die Entwicklung künftiger autonomer Fahrzeuge. (pd/mb)
Begriffserklärung
Lidar-System
Lidar-Systeme (Laser Imaging Detection and Ranging) oder Laserscanner senden kurze Impulse im Infrarotspektrum aus. Das System arbeitet mit einem Sender und einem Empfänger: Wenn der ausgesandte Lichtstrahl auf ein Objekt trifft, wird er von dort zum Empfänger zurückgeworfen, der wiederum ein elektrisches Signal erzeugt. Der Abstand zwischen dem Sender und dem Objekt ermittelt sich aus der Impulslaufzeit.
Valeo Scala
Das Scala-System von Valeo umfasst vier Laserdioden, deren Wellenlänge den Strahl auf ein Dreiecksprisma mit zwei Spiegelflächen projiziert. Die Spiegel drehen sich kontinuierlich und tasten dabei 25-mal pro Sekunde einen Winkel von 145° ab, wobei die reflektierten Strahlen auf optische Empfänger abgelenkt werden. So erzeugt Scala eine 3D-Ansicht der Umgebung mit einer Entfernungsgenauigkeit von wenigen Zentimetern. Anhand der mit jeder Abtastung gemessenen Punkte wird ein Verlauf erzeugt, aus dem die relative Geschwindigkeit des detektierten Objekts bestimmt werden kann.
