{"id":17846,"date":"2023-10-10T10:01:19","date_gmt":"2023-10-10T08:01:19","guid":{"rendered":"https:\/\/www.md-elektronik.com\/?p=17846"},"modified":"2023-10-11T13:31:36","modified_gmt":"2023-10-11T11:31:36","slug":"radar","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.md-elektronik.com\/de\/radar\/","title":{"rendered":"Radar"},"content":{"rendered":"\n

Radarmodul \u2013 klassische Sensorik<\/strong><\/h2>\n

Der Begriff RADAR<\/strong> steht f\u00fcr \u201eRa<\/strong>dio D<\/strong>etection a<\/strong>nd R<\/strong>anging\u201c.<\/p>\n

Es handelt sich hier um ein aktives System, das Mikrowellen im GHz \u2013 Bereich aussendet und empf\u00e4ngt. Diese Technologie erm\u00f6glicht es, mittels elektromagnetischer Wellen, ber\u00fchrungslos, ein oder mehrere Objekte zu erkennen und zu lokalisieren.<\/p>\n

Dabei sendet die Radarantenne Signale in Form von Radarwellen aus. Diese Wellen sind vom Menschen nicht wahrnehmbar und breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit aus. Wenn nun eine dieser Wellen auf ein Objekt trifft, wird das Signal ver\u00e4ndert und reflektiert \u2013 das kann man sich wie ein Echo vorstellen. Eine Antenne im Sensor empf\u00e4ngt das reflektierte Signal und erh\u00e4lt dadurch Informationen \u00fcber das Objekt. \u00dcber die Laufzeit des Signals kann z. B. der Abstand des Objektes zum Fahrzeug ermittelt werden. Als zweiter Schritt wird nun eine Information an die Fahrzeugelektronik ausgegeben, um eine Reaktion, wie z.B, \u201eGeschwindigkeit vermindern\u201c auszul\u00f6sen.<\/p>\n

Ein gro\u00dfer Vorteil dieser Technologie ist, dass sie gegen\u00fcber Dunkelheit, Feuchtigkeit, Schmutz und Temperatur wenig empfindlich ist. Es gibt aber auch Nachteile. Dazu geh\u00f6ren sogenannte Radar-zu-Radar-Interferenzen. Dabei handelt es sich um die gegenseitige Beeinflussung unterschiedlicher Radar Sensoren, die alle auf dem gleichen zugewiesenen Frequenzband arbeiten. Wenn sich bei den Sensoren das Sichtfeld \u00fcberschneidet, dann entstehen diese Interferenzen bzw. St\u00f6rungen. Es wird aber bereits an verschiedenen Ans\u00e4tzen gearbeitet um dieses Problem zu bereinigen.<\/p>\n

Radarsensoren \u2013 Unterschiede und Einsatzgebiete<\/strong><\/h2>\n

Generell unterscheidet man im Fahrzeug zwischen drei unterschiedlichen Radar-Bereichen:<\/p>\n

    \n
  • LRR<\/strong> Long Range Radar > 160 m<\/em><\/li>\n
  • MRR<\/strong> Mid Range Radar max. 160 m<\/em><\/li>\n
  • SRR<\/strong> Short Range Radar max. 50 m<\/em><\/li>\n<\/ul>\n

    Die Sensoren verwenden Frequenzbereiche von 24, 77 und 79 GHz.<\/p>\n

    Front View (24 \/ 77 GHz)<\/strong><\/h3>\n

    An der Vorderseite des Fahrzeuges sind Sensoren f\u00fcr den LRR und SRR \/ MRR Bereich verbaut. Diese werden als Fahrassistenzsysteme, wie ein zweites Augenpaar, zur Unterst\u00fctzung des Fahrers eingesetzt. Zyklisch werden Daten \u00fcber den vorausfahrenden Verkehr erfasst.<\/p>\n

    Distanz und Geschwindigkeit sind hier die Hauptkriterien, die es zu messen gilt. Dadurch kann das Assistenzsystem im Fahrzeug den Mindestabstand zum Vordermann selbst\u00e4ndig einhalten und bei Bedarf, zur Unfallpr\u00e4vention, eine Notbremsung einleiten.<\/p>\n

    Rear View (24 \/ 77 GHz)<\/strong><\/h3>\n

    An der R\u00fcckseite \u00fcberwachen Sensoren den Bereich hinter dem Fahrzeug. Da der Fahrer meist auf den vorderen Bereich konzentriert ist und nur durch kurze Blicke in den R\u00fcckspiegel, die Situation hinten erfassen kann, unterst\u00fctzen hier Radarsensoren sehr effektiv. Im Falle eines \u00dcberholman\u00f6vers, oder eines Spurwechsels, kann \u00fcber ein optisches oder akustisches Signal eine Warnung an den Fahrer ausgegeben werden, wenn sich von hinten ein anderes Fahrzeug schnell n\u00e4hert. Die \u201eTot-Winkel Warnung\u201c f\u00e4llt hier ebenso darunter.<\/p>\n

    Surround View \u2013 360\u00b0 (77 \/ 79 GHz)<\/strong><\/h3>\n

    Eine Kombination aus den verschiedenen Radarsensoren, die rund um das Auto verbaut werden, erm\u00f6glichen einen 360\u00b0 Rundumblick. Das ist sowohl im Nahbereich m\u00f6glich, um un\u00fcbersichtliche Situationen f\u00fcr den Fahrer besser erkennbar zu machen, als auch in mittleren, bis langen Distanzen f\u00fcr autonomes Fahren.<\/p>\n

    Eine Kombination aus 8 Radarsystemen erm\u00f6glicht einen zuverl\u00e4ssigen Rundumblick.<\/p>\n

    Radarsensoren \u2013 1D bis 4D<\/strong><\/h2>\n

    1D \u2013 Radar<\/strong> (CW)<\/h3>\n

    CW \u2013 Continous Wave Verfahren<\/p>\n

    Bei dieser Messmethode wird der Radar-Strahl kontinuierlich, zeitgleich gesendet und empfangen. Dadurch k\u00f6nnen nur Objekte mit unterschiedlicher Geschwindigkeit getrennt werden. Objekte mit gleicher Geschwindigkeit werden nicht unterschieden. Eine Lokalisierung ist nicht m\u00f6glich.<\/p>\n

    2D \u2013 Radar <\/strong>(FSK)<\/h3>\n

    FSK \u2013 Frequency Shift Key<\/p>\n

    Hier wird sprunghaft zwischen zwei Frequenzen hin und her gewechselt. Das ist eine Sonderform des FMCW Verfahrens (siehe 3D und 4D Radar). Dadurch k\u00f6nnen nun Objekte mit unterschiedlicher Geschwindigkeit und Entfernung getrennt werden. Objekte mit gleicher Geschwindigkeit und Entfernung werden nicht unterschieden. Eine Lokalisierung auf einer 1-dimensionalen Ebene ist m\u00f6glich.<\/p>\n

    3D \u2013 Radar <\/strong>(FMCW-MIMO)<\/h3>\n

    FMCW-MIMO \u2013 Frequency Modulated Continous Wave\u2013Multiple Input Multiple Output<\/p>\n

    Bei diesem Verfahren wird die Frequenz zeitlich abh\u00e4ngig moduliert und mit mehreren Sende- und Empfangsantennen \u00fcbertragen. Jedes gesendete Signal kann von einer beliebigen Antenne empfangen werden. Die spezielle Anordnung mehrerer Antenennen sorgt f\u00fcr das r\u00e4umliche Aufl\u00f6sungsverm\u00f6gen und vermindert die St\u00f6ranf\u00e4lligkeit. Jetzt k\u00f6nnen Objekte mit unterschiedlicher Geschwindigkeit, Entfernung und verschiedenen Winkeln getrennt werden. Objekte mit gleicher Geschwindigkeit, Entfernung und gleichem Winkel werden auch unterschieden. Eine Lokalisierung auf einer 2-dimensionalen Ebene ist m\u00f6glich.<\/p>\n

    4D \u2013 Radar <\/strong>(FMCW-MIMO)<\/h3>\n

    Zus\u00e4tzliche Antennen in der Elevation erm\u00f6glichen es Objekte auch in der H\u00f6he zu trennen. Somit k\u00f6nnen Objekte im 3-dimensionalen Raum lokalisiert werden.<\/p>\n

    Radar \u2013 Messbare Informationen und Auswertung<\/strong><\/h2>\n

    Folgende Informationen lassen sich mittels Radar-Sensorik erfassen und auswerten:<\/p>\n

      \n
    • Geschwindigkeit von Objekten<\/strong><\/li>\n
    • Entfernung von Objekten<\/strong><\/li>\n
    • Bewegungsrichtung<\/strong><\/li>\n
    • Winkel<\/strong><\/li>\n<\/ul>\n

      Mit intelligenten Algorithmen ist es m\u00f6glich, sogenannte Bewegungshistorien zu erstellen. Man kann auch Objekte klassifizieren, d. h. man unterscheidet z. B. Personen von Fahrzeugen.<\/p>\n

      All diese Informationen sind wichtige Bausteine f\u00fcr Fahrassistenzsysteme und bilden wie Kamera-, GPS- und LiDAR-Systeme, eine der vier tragenden S\u00e4ulen f\u00fcr das autonome Fahren (AD).<\/p>\n

      Radar \u2013 Einsatzgebiete<\/strong><\/h2>\n

      Radar hat in vielen Bereichen des Fahrzeugs Einzug gehalten. In allen F\u00e4llen geht es aber darum das gesteckte Ziel \u201enull Unf\u00e4lle\u201c zu erreichen.<\/p>\n

      Hier ein paar Beispiele:<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
      ACC: Adaptive Cruise Control<\/td>\nTempomat mit Abstandshaltefunktion<\/td>\n<\/tr>\n
      AEB: Automatic Emergency Braking<\/td>\nNotbrems Assistent<\/td>\n<\/tr>\n
      FCW: Forward Collision Warning<\/td>\nUnfall Warnung vorne<\/td>\n<\/tr>\n
      CTA: Cross Traffic Alert<\/td>\nQuerverkehr Warnung<\/td>\n<\/tr>\n
      ALC: Adaptive Light Control<\/td>\nadaptive Beleuchtung (Kurvenlicht, aut. Auf- und Abblenden, …)<\/td>\n<\/tr>\n
      VEA: Vehicle – Exit Assist<\/td>\nWarnt beim Verlassen des Fahrzeuges vor nahenden Autos<\/td>\n<\/tr>\n
      BSD: Blind – Spot Detection<\/td>\nTot Winkel Assistent<\/td>\n<\/tr>\n
      LCA: Lane – Change Assist at the rear<\/td>\nSpurwechsel Assistent hinten<\/td>\n<\/tr>\n
      RCTA: Rear Cross Traffic Alert<\/td>\nQuerverkehr Warnung hinten<\/td>\n<\/tr>\n
      AVP: Automated Valet Parking<\/td>\nEinpark Assistent<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n\n\t
      \n\t\t\n