Mit Kostal und Infineon erhält das Auto den 6. Sinn: Kamerabasiertes Fahrerassistenzsystem erhöht Verkehrssicherheit

München und Lüdenscheid, 15. September 2015 – Europaweit sind 25.700 Menschen im letzten Jahr im Straßenverkehr ums Leben gekommen, durchschnittlich 70 pro Tag. Ein großer Teil der Unfälle geschah, weil die Autofahrer unaufmerksam waren. Ein neues System soll Fahrer unterstützen und die Zahl der Unfälle deutlich senken: Auf der IAA 2015 wird die Leopold Kostal GmbH & Co. KG ein kamerabasiertes Fahrerassistenzsystem mit Know-how der Infineon Technologies AG vorstellen.

Dieses System erkennt, ob der Fahrer Anzeichen von Müdigkeit (Sekundenschlaf) zeigt oder abgelenkt ist. Und das Auto reagiert – zum Beispiel mit vibrierendem Sitz oder einem Warnton. Je unaufmerksamer der Fahrer, desto aufmerksamer wird das Auto: Um schnell und präzise zu reagieren, können sich Assistenzsysteme und Notbremseinrichtungen vorab auf den möglichen Notfall einstellen.

„Für teilautonomes oder autonomes Fahren muss das Assistenzsystem des Fahrzeugs den Zustand des Fahrers zu jedem Zeitpunkt kennen“, sagt Frank Bläsing, verantwortlich für Innovationsmanagement und Vorentwicklung bei Kostal. „Es muss wissen, ob und wie gut der Fahrer über das aktuelle Verkehrsgeschehen informiert ist. Diese Informationen werden insbesondere dann benötigt, wenn in einer komplexen Verkehrssituation die Kontrolle über das Fahrzeug wieder an den Fahrer zurückgegeben werden soll.“

„Wir wollen das Autofahren sicherer für alle Verkehrsteilnehmer machen“, sagt Jochen Hanebeck, der den Geschäftsbereich Automobilelektronik von Infineon Technologies leitet. „Unsere Chips helfen, die Anzahl der schweren Verkehrsunfälle zu verringern. Die Zusammenarbeit mit KOSTAL ist für uns ein wesentlicher Beitrag zum assistierten Fahren mit all seinen Vorteilen bei Sicherheit und Komfort.“

3D-Kamera wacht über die Augenlider

Schon 2018 können Autos mit dem 3D-Kamerasystem von Kostal vom Band laufen. Das optische System ist nur 49 mal 29 Millimeter groß und im Armaturenbrett integriert: Durch das Lenkrad „blickt“ es frontal auf Oberkörper und Kopf des Fahrers. Es erfasst die exakte Kopfposition und erkennt den Lidschlag selbst durch Brille oder Sonnenbrille.

Die 3D-Kamera arbeitet mit Infrarotlicht und funktioniert auch bei wechselnden Lichtverhältnissen oder Dunkelheit. Sie enthält den 3D-Bildsensorchip REAL3™ von Infineon, der zuverlässig 50 Mal pro Sekunde mehr als 100.000 Bildpunkte erfasst. Für jeden Bildpunkt erkennt er zeitgleich den Abstands- und den Helligkeitswert. Aus dem Tiefenbild der Abstandsdaten und dem Amplitudenbild der Helligkeitswerte ermittelt das 3D-Kamerasystem nun 49 vorgegebene Punkte im Gesicht des Fahrers wie Augen, Augenbrauen, Mund oder Nasenspitze. Algorithmen errechnen hieraus, wie aufmerksam der Fahrer ist. Erkennt das System beispielsweise Anzeichen für Müdigkeit beim Fahrer, veranlasst es die Gegenmaßnahmen.

Zudem hilft das Wissen über die exakte Kopfposition des Fahrers dabei, Navigationsinformationen über Head-Up-Displays so in die Windschutzscheibe ins Blickfeld des Fahrers einzuspiegeln, dass sie sich nahtlos in das Straßenbild vor ihm einpassen: Der Fahrer wird den Navigationspfeil somit immer vor sich an der gleichen Stelle auf der Straße sehen – und zwar unabhängig davon, wie er seinen Kopf hält.

Der 6. Sinn: Räumliches Sehen dank 3D- Bildsensorchip REAL3

Das Kernstück des Kamera-Systems ist der 3D-Bildsensorchip. Er ist hoch komplex: Auf nur 7 mal 8 Millimetern enthält er ein fotosensitives Pixel-Array mit einer Auflösung von 352 x 288 Pixeln (mehr als 100.000 Bildpunkte), intelligente Steuerungslogik und mehrere Analog-Digital-Wandler. Diese wandeln die analogen Bilddaten (Abstand und Helligkeit) in weniger als einer tausendstel Sekunde in digitale Daten um. Die Daten werden dann vom Applikations-Prozessor in der 3D-Kamera verarbeitet. Der Bildsensorchip REAL3 basiert auf dem Time-of-Flight (ToF)-Prinzip, das die Laufzeit des von der Kamera abgestrahlten Infrarotlichts zum Objekt und zurück zur Kamera misst. Die Laufzeit steht in direktem Zusammenhang mit der Entfernung des Objekts. Im Vergleich zu anderen 3D-Messverfahren werden bei ToF die Tiefendaten direkt gemessen und müssen nicht über komplexe Algorithmen ermittelt werden. Zudem lassen sich 3D-Kameras mit REAL3 am Ende ihres Fertigungsprozesses einfach und dauerhaft kalibrieren und brauchen nur eine Linse (monokulare Kamera-Architektur). Deshalb sind sie vergleichsweise klein und im Fahrzeug unempfindlich gegen Erschütterungen.

Ein weiterer Vorteil des ToF-Prinzips: Durch ihr moduliertes Infrarotlicht ist die 3D-Kamera nahezu unabhängig vom Umgebungslicht. Der Bildsensorchip REAL3 liefert auch im Dunkeln und bei stark wechselndem Sonnenlicht Daten von guter Qualität. Die Robustheit gegenüber Fremdlicht-Einstrahlung wird durch die so genannte SBI-Funktion (Suppression of Background Illumination) unterstützt. Sie erweitert den Dynamikbereich für jeden der mehr als 100.000 Bildpunkte des 3D-Sensors so, dass er seine Abstands- und Helligkeitsdaten gut erkennt. SBI kommt von der pmdtechnologies GmbH, dem Entwicklungspartner von Infineon bei der Time-of-Flight-Technologie und den 3D-Bildsensorchips.

Autonomes und teilautonomes Fahren machen Extras wichtig

Wegen ihrer hohen Datenqualität eignen sich 3D-ToF-Kameras im Fahrzeug nicht nur zur Erkennung von Kopfposition und Lidschlag. Mit ihr kann man per Handbewegung oder Geste auch Infotainment-Systeme bedienen oder die Klimaanlage. Das Fahrzeug könnte beispielsweise die Airbags individuell für jeden Fahrzeuginsassen einstellen. Außerdem werden neue Assistenz- und Sicherheitsfunktionen außerhalb des Fahrzeugs möglich, wie zum Beispiel ein Türöffnungsassistent, der verhindert, dass man in Parkhäusern oder der Garage daheim mit einer Autotür gegen das Fahrzeug daneben, die Wand oder Decke stößt.

Kostal sieht sich als Pionier der Fahrerassistenz mit 3D-ToF-Kameras. Seit 2011 arbeiten Kostal und Infineon bei 3D-Bildsensorchips und 3D-ToF-Kameras eng zusammen.

Verfügbarkei

Die3D-Kamera von Kostal lässt sich leicht an individuelle Anforderungen der Automobilhersteller anpassen. Schon ab 2018 könnte sie in Neuwagen eingebaut sein. Die 3D-Bildsensorchips von Infineon sind als Bare-Die-Variante für Consumer-Anwendungen in hohem Volumen verfügbar. Als Muster gibt es sie für Automobilanwendungen bereits heute als Bare-Die und ab dem vierten Kalenderquartal 2015 in einem 10 mal 10 Millimeter großen Gehäuse (PG-LFBGA-84).

Weitere Informationen

Mit Infineon als einem seiner Technologiepartner rund um die Zukunft der Fahrerassistenz zeigt Kostal unter dem Motto „Mechatronik für Menschen!“ sein 3D-Kamerasystem für die Fahrerüberwachung und andere Neuheiten auf der 66. Internationalen Automobil-Ausstellung in Halle 8 auf Stand A01 (15. bis 27. September 2015 in Frankfurt am Main).

Technische Informationen zum Bildsensorchip REAL3 von Infineon sind erhältlich unter www.infineon.com/3d-imaging.

Über Kostal

Weil das Ganze mehr ist als die Summe seiner Teile, ist die Integration der Kompetenzen vieler Fachdisziplinen für Kostal ein entscheidender Erfolgsfaktor zur Lösung komplexer Kundenanforderungen. Mechatronische Module, zuverlässige Steuergeräte und intuitive Bedienfelder zählen zu den Kernkompetenzen von Kostal. Dabei deckt Kostal das gesamte Wertschöpfungsspektrum der globalen Produktion ab.

Das unabhängige Familienunternehmen wurde im Jahr 1912 in Lüdenscheid gegründet. Die über Jahrzehnte gewonnene Erfahrung bei automobilen Funktionen und die zugleich hohe Innovationskraft und Entwicklungskompetenz verbinden sich bei Kostal zu einer ausgeprägten Fähigkeit in der Systemintegration. Kostal beschäftigt mehr als 16.000 Mitarbeiter an 38 Standorten in 17 Ländern. Im vergangenen Geschäftsjahr wurde ein Umsatz von 2,1 Milliarden Euro erzielt. Weitere Informationen über Kostal finden Sie unter www.kostal.com.

Pressekontakt Leopold Kostal GmbH & Co. KG
Frauke Loewen, Media Relations
Telefon: +49 2351 16 – 2155
Email: f.loewen@kostal.com

Die Infineon Technologies AG ist ein weltweit führender Anbieter von Halbleiterlösungen, die das Leben einfacher, sicherer und umweltfreundlicher machen. Mikroelektronik von Infineon ist der Schlüssel für eine lebenswerte Zukunft. Mit weltweit rund 29.800 Beschäftigten erzielte das Unternehmen im Geschäftsjahr 2014 (Ende September) einen Umsatz von 4,3 Milliarden Euro. Im Januar 2015 übernahm Infineon den US-Konzern International Rectifier Corporation mit einem Umsatz von 1,1 Milliarden US-Dollar (Geschäftsjahr 2014, per 29. Juni) und rund 4.200 Beschäftigten.

Infineon ist in Frankfurt unter dem Symbol „IFX“ und in den USA im Freiverkehrsmarkt OTCQX International Premier unter dem Symbol „IFNNY“ notiert.

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