Sensoren haben alles im Blick

Ist der Fahrer fit und aufmerksam? Wie müssen bei einem Unfall die Airbags gesteuert werden, damit jeder Insasse optimal geschützt wird? Ist beim Aussteigen ein Kind oder ein Tier im heißen Auto vergessen worden? Um diese Fragen zu beantworten bedarf es ausgefeilter Sensorik, die den Innenraum erfasst. Die Müdigkeitserkennung etwa durch die Analyse des Lenkverhaltens ist bereits eine etablierte Technik. Nun helfen zunehmend auch miniaturisierte Kameras und Radarsensoren, alles im Innenraum im Blick zu behalten.

Teilweise sind die Systeme verpflichtend. Für die Typgenehmigung neuer Fahrzeuge macht die EU seit Mitte des Jahres Lösungen zur Pflicht, die Aufmerksamkeit, Müdigkeit und Konzentration des Fahrers kontrollieren und ihn gegebenenfalls warnen. Diese Daten dürfen das Fahrzeug nicht verlassen und müssen sofort wieder gelöscht werden, wenn das System sie nicht mehr benötigt. Euro NCAP wird ab 2023 Systeme mit Punkten belohnen, die warnen, wenn etwa Kinder im Automobil vergessen wurden.

Volvo nimmt für sich in Anspruch im gerade präsentierten Elektro-SUV EX90 das „weltweit erste Innenraum-Radarsystem“ in Serie zu bringen. Es überwache den kompletten Innenraum und den Kofferraum und gebe Alarm, wenn Menschen oder Tiere unbeabsichtigt zurückgelassen werden. Das System basiert auf der Erkennung kleinster Bewegungen – „im Submillimeterbereich“ – wie beim Atmen. Ist es aktiviert, lässt sich das Fahrzeug nicht verriegeln, falls noch ein Mensch oder Tier im Auto ist.

Darüber hinaus hat Volvo im Innenraum des EX90 zwei Kameras installiert, die beobachten, wohin der Fahrer schaut sowie wie oft und wie lange seine Augen geschlossen sind, um daraus und aus dem Lenkverhalten zu ermitteln, ob er ausreichend fit und konzentriert ist.

Ähnliche Konzepte, die Kameras und Radarsensoren kombinieren, haben Valeo und Continental im Programm. Continental etwa integriert eine Miniaturkamera, die nur zehn Millimeter benötigt, direkt ins Display und überwacht mit einem strategisch günstig positionierten Radarsensor, der Atembewegungen erkennt, den kompletten Innenraum. Continental hat schon im Blick, künftig Puls, Atemfrequenz und Körpertemperatur des Fahrers zu erkennen und dann das Fahrzeug bei einem Notfall automatisch zu stoppen.

Auf den optimalen Schutz bei Unfällen ist das intelligente und individualisierte Rückhaltesystem von Veoneer und dem Sofwarespezialisten Emotion3D ausgerichtet. Denn Airbags lassen sich zwar sehr unterschiedlich und gezielt steuern, sodass sie jeweils großen und kleinen Personen, Frauen und Männern den individuell besten Schutz bieten. Doch normalerweise hat die Airbagsteuerung nicht die dafür nötigen Informationen und löst mit einer One-Size-fits-All-Strategie aus, oft ausgerichtet auf den 175 Zentimeter großen 78-Kilogramm-Durchschnittsmann. Veoneer – ein Spinoff der Elektroniksparte von Autoliv – und emotion3D nutzen nun 3D-Kameras, um Körpermerkmale, Geschlecht und sogar die Sitzposition der Insassen zu erkennen und damit die Airbagsteuerung anzupassen.

Dabei folgen auch die Sensorsysteme für den Innenraum dem Trend zur Miniaturisierung. So haben Forschende des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Optik und Feinmechanik mit BMW ein miniaturisiertes Weitwinkel-Kamerasystem entwickelt. Das soll fast alle denkbaren Anforderungen erfüllen und, maximal zehn Millimeter groß, direkt unterm Rückspiegel Platz finden. Die Kamera ist mit einem Erfassungswinkel von 170 mal 130 Grad nicht mehr weit von einem „Fischauge“ entfernt und soll Folgendes leisten: vollständige Fahrerüberwachung, Hand-am-Lenkrad-Erkennung, Sicherheitsgurt-Erkennung, Überwachung der Sitzplatzbelegung mit gekoppelter Airbag-Steuerung, Erfassung der Anwesenheit von Kindern, Gestensteuerung fürs Infotainment. Wobei „Kamera“ als Beschreibung nicht ganz korrekt ist. Denn der Sensor sendet auch aktiv Infrarotimpulse aus, um aus deren Reflektion nach dem Time-of-Flight-Prinzip die Entfernung von Gegenständen oder Personen zu berechnen.

Aus dem Datencenter: Umfrage zum Kundennutzen von Assistenzsystemen in Deutschland