Innovative Technologien

Fraunhofer ist führend bei der wissenschaftlichen Ergründung innovativer Technologie-Ansätze. So werden innerhalb der Fraunhofer-Gesellschaft auf Basis neuester wissenschaftlicher Erkenntnisse kontinuierlich Innovationen entwickelt und in die Industrie getragen. Das Forschungsgebiet von Fraunhofer erstreckt sich dabei über umfangreiche Anwendungsfelder, die alle wesentlichen Industrie- und Technologiebereiche abdecken, die für die Automatisierung und Vernetzung von Automobilen notwendig sind.

 

Moderne Signalverarbeitung für Automotive Radarsensoren

Moderne Signalverarbeitungsverfahren ermöglichen eine effiziente Nutzung vorhandener Automobil-Radarsensoren. Wissenschaftler am FHR unterstützen beim Systementwurf, der Algorithmenentwicklung und der Datenauswertung von FMCW-Radarsensoren. Superauflösungsverfahren verbessern die Schätzgenauigkeit in Entfernung und Winkel. Dopplerbasierte Klassifizierungsverfahren dienen der Fußgängererkennung und tragen zu einem verbesserten Situationsverständnis bei.

Projektbeispiel: Verkehrszeichenerkennung – komplex, dreieckig, rechteckig, rund

Bestehende Systeme zur Verkehrszeichenerkennung sind in der Lage, einfache Hinweise wie Geschwindigkeitsbegrenzungen zuverlässig per Kamera zu erkennen. Problematisch wird es jedoch bei Schildern mit spezifischen Information, die z.B. tageszeitgekoppelt sind oder Hinweise zur aktuellen Verkehrslage enthalten. Der Ansatz des Fraunhofer IAIS ermöglicht es einem System, solche Schilder zu »lesen«. Die Informationen werden semantisch verarbeitet, inhaltlich verstanden und zur Weiterverarbeitung verfügbar gemacht.

Projektbeispiel: Optischen Sensoren (Kameras und Laserscanner) zur Unterstützung autonomer Fahrzeuge

© Foto Fraunhofer IPM

In der Abteilung Objekt- und Formerfassung arbeitet Fraunhofer IPM seit vielen Jahren an der Entwicklung und Implementierung optischer Sensoren für die Erfassung von Umgebungsdaten von mobilen Plattformen. Diese werden heute bereits sehr erfolgreich auf Schiene und Straße eingesetzt – meist für Spezialanwendungen und für Hochpräzisionsmessungen.

Das »autonome Fahren« stellt wesentlich geringere Anforderungen, was die Messgeschwindigkeit und Genauigkeit angeht, ist aber wesentlich preissensitiver. Fraunhofer IPM ist seit ca. einem Jahr mit diversen Automotive-Zulieferern und -Herstellern im Gespräch, wie neueste kamera- und laser-basierte Techniken für dieses Anwendungsfeld eingesetzt werden können.

Projektbeispiel: Antennen- und HF-Schaltungsentwurf für Automotive Radarsensoren

© Foto Hella KGaA Hueck & Co

Durch den Einsatz moderner Sensorik machen Hersteller unsere Autos sicherer und unterstützen den Fahrer in kritischen Situationen. Damit die Komponenten von Bordradaren unter allen Umständen zuverlässig arbeiten, unterstützen Wissenschaftler am Fraunhofer FHR die Automobilindustrie beim Entwurf von robusten Antennen und HF-Schaltungen sowie bei der optimalen Positionierung der Geräte am Fahrzeug.

 

Projektbeispiel: Modulare Mikrokamera

© Foto Fraunhofer IZM

Mit einer Größe von nur 16x16x12 Kubikmillimetern inklusive Optik und 16x16x4,6 Kubikmillimetern ohne Optik ist das Mikrokameramodul kleiner als aktuell verbaute Assistenzsystemkameras.

  • Im Gegensatz zu auf dem Markt üblichen Fahrerassistenzsystemen erfolgt die Verarbeitung des Bildmaterials und somit die Interpretation der Verkehrsschilder direkt in der Kamera.
  • Das zu übertragende und zu verarbeitende Datenvolumen fällt um ein Vielfaches kleiner aus.
  • Durch die Verkapselung der elektronischen Komponenten ist die Mikrokamera unempfindlich gegenüber Umwelteinflüssen.

Projektbeispiel: Intelligente integriere Sensorsysteme (Hall-, Opto) zur Erfassung notwendiger Daten im Fahrzeug und der Fahrzeugumgebung

© Foto Fraunhofer IIS/ Kurt Fuchs

Neue Flache CMOS-Imager zur Erkennung der Fahrbahnbeschaffenheit sowie Pixelweises IR-Filter und integrierte Polarisationsfilter ermöglichen sichere Erkennung der Fahrzeugumgebung.  Auch neuartige Spurhaltesysteme auf magnetischer Basis sind Teil der Forschungsaktivitäten am Fraunhofer IIS.

Hierzu entwickelt man am Fraunhofer IIS komplette Lösungen mit hoher Robustheit und Zuverlässigkeit im Bereich der intelligenten integrierten Sensorsysteme, wie z. B. 3D-Magnetfeld-, Photo- und Farbsensorik. 

Projektbeispiel: Adaptive City Mobility

© Foto Fraunhofer ESK

Zukünftige innerstädtische Elektrofahrzeuge sollen durch eine hohe Auslastung und Minimierung rentabler werden. Dies kann durch flexible und für verschiedenste Einsatzzwecke anpassbare Fahrzeuge erfolgen. Hierzu erarbeitet Fraunhofer ESK im Adaptive City Mobility Forschungsprojekt eine offene und flexible Informations- und Kommunikationsarchitektur (IKT-Architektur), welche die Grundlage für die multimodale Nutzung der Fahrzeuge und zukünftige Anwendungen wie automatisiertes Fahren darstellt.

Projektbeispiel: NAPA – 2-Frequenz-Navigationsempfänger Chipsatz für sub-Meter-Ortung

© Foto Fraunhofer IIS

Zukünftige Fahrerassistenzsysteme »erkennen« bereits im Voraus die Verkehrslage.

Der Fahrer wird zum Beispiel beim Ein- und Ausfädeln auf die Autobahn unterstützt oder vor potentiellen Gefahrenstellen gewarnt.

Unter anderem werden diese präzisen Vorhersagen mithilfe eines Mehrfrequenzempfängers möglich, der im Projekt NAPA entwickelt wurde und auch für die Fußgängernavigation eingesetzt werden kann.

Darüber hinaus kann die Technologie auch günstige und präzise Navigationslösungen für Fahrzeuge bieten.

Projektbeispiel: GOOSE – GNSS Receiver with an Open Software Interface

© Foto Nenov Brothers/Fotolia

Das Satellitennavigationssystem Galileo wird das erste nicht-militärisch-kontrollierte GNSS sein. Es ist das System mit den meisten zivil nutzbaren Satelliten, die drei zivile Signale gleichzeitig abstrahlen.

Im Projekt »GOOSE« (GNSS-Empfänger mit offener Software-Schnittstelle) entstehen Entwicklungsplattformen, die Zugang zu relevanten Rohdaten liefern, um eigene, kundenspezifische Applikationen zu ermöglichen – von der Idee bis hin zum fertigen Produkt.

Beteiligte Partner

Navxperience, Universität der Bundeswehr München, Projektträger DLR, Gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie

Projektbeispiel: FlexBMS: Flexibles Batteriemanagement-System mit aktiver Zellsymmetrierung

© Foto Fraunhofer IIS / Kurt Fuchs

Elektrofahrzeuge bzw. Hybridfahrzeuge sind ein Teil des Konzeptes für automatisiertes Fahren. Zur Versorgung der verschiedenen elektrischen Antriebe werden je nach Ausbaustand und Modell verschiedene Versorgungsspannungen mit bis zu mehreren hundert Volt benötigt, welche aus einer Verschaltung von Einzel-Batterieelementen bereitgestellt werden. Mit dem flexiblen Batteriemanagementsystem des Fraunhofer IIS FlexBMS können für jede Batteriegröße aktiv die Ladungsunterschiede zwischen den Einzelzellen ausgeglichen werden. Damit kann die Gesamtkapazität des Systems voll genutzt und die Alterung reduziert werden. Zudem erlauben intelligente Elektronik und Algorithmen die Permanent-Bereitstellung von Lade- bzw. Alterungszustand der Batterien während des Betriebs.