Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Laserscanner steuern Autos

28.03.2008
Ein Auto, das gänzlich ohne Fahrer durch eine Stadt fährt – nur von einem Computer gesteuert? Unmöglich, möchte man meinen. Auf der Hannover-Messe vom 21. bis 25. April 2008 stellen Forscher von Fraunhofer und der FU Berlin ein solches autonomes Auto vor (Halle 25, Stand H25). Kernstück ist ein dreidimensionaler Laserscanner.

Kann ein Rechner ein Fahrzeug alleine steuern – es also ohne Fahrer sicher durch eine Stadt lenken? Im Prinzip ja, meinen Forscher des Fraunhofer-Instituts für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS in Sankt Augustin. Sie haben zusammen mit ihren Kollegen der Freien Universität Berlin das Fahrzeug »Spirit of Berlin« entwickelt, das auf der diesjährigen Hannover-Messe zu sehen ist.

Es nahm am Wettbewerb »DARPA Urban Challenge« teil und schaffte es dort bis ins Halbfinale – völlig autonom, also ohne Fahrer und ohne Fernsteuerung. Die Urban Challenge für unbemannte Fahrzeuge wird von der DARPA, der Forschungsabteilung des US-amerikanischen Verteidigungsministerium veranstaltet und fand im November 2007 zum ersten Mal auf dem bebauten Gebiet einer verlassenen kalifornischen Kaserne statt.

Einer der wichtigsten Sensoren des Autos »Spirit of Berlin« ist ein im Fraunhofer IAIS entwickelter rotierender 3D-Laserscanner. Er klassifiziert die fahrbare Strecke und unterscheidet die Straße von Gehwegen, Parkplätzen, Häusern oder Passanten. »Der Scanner ist auf dem Dach des Fahrzeugs angebracht. Durch einen Spiegel bewegt er Laserstrahlen ständig auf einer vertikalen Achse hin und her – er lenkt sie also von oben nach unten und wieder zurück«, erklärt Dr. Hartmut Surmann, Projektleiter am IAIS. »Ist ein Hindernis im Weg – etwa ein Passant – wird der Laserstrahl reflektiert und zum Scanner zurück gelenkt. Die Software analysiert diese Informationen während der Fahrt und lenkt das Auto um den Menschen herum. Das System besteht aus zwei Laserscannern, die mit der Rückseite aneinander gestellt sind und wie ein Blaulicht bei einem Streifenwagen rotieren – so ‚sehen’ sie die komplette Umgebung des Fahrzeugs.« Insgesamt erhält man zwei Komplettbilder pro Sekunde.

Eine der Herausforderungen liegt darin, die aufgenommenen Werte ständig analog zur gefahrenen Strecke zu korrigieren. »Bei einer Geschwindigkeit von 36 Kilometern pro Stunde legt das Auto in der Sekunde zehn Meter zurück. Die gemessenen Daten müssen daher permanent an die aktuelle Position des Autos angepasst werden«, erklärt Surmann.

Wird der Führerschein also künftig überflüssig und können sich die Menschen in selbständig fahrenden Autos bequem zurück lehnen, ohne auf die Straße und den Verkehr zu achten? »Wohl kaum«, meint Surmann, »denn für Privatautos ist der Scanner mit einem Preis von etwa 17 800 Euro viel zu teuer – auch wenn er deutlich kostengünstiger ist als herkömmliche Modelle. Es ging bei diesem Wettbewerb vielmehr darum zu zeigen, wozu Computer mit den entsprechenden Sensoren wie Laserscanner und Kameras prinzipiell in der Lage sind.«

Doch wo werden die Laserscanner heute schon verwendet? »Wir setzen unseren 3D-Laserscanner unter anderem dazu ein, die Sichtbarkeit von Werbeplakaten zu prüfen«, sagt der Wissenschaftler. Von welchem Standpunkt aus sieht man das Plakat, wo wird es etwa durch einen Baum oder eine Straßenlaterne teilweise verdeckt? Von wo sieht ein vorbeikommender Autofahrer das Plakat? Der Laserstrahl tastet in Sekundenschnelle die ganze Ebene ab und liefert die gewünschte Information mit einem Öffnungswinkel von 120 bis 180 Grad – ähnlich einem Panoramabild. Der Unterschied: Bei einem Foto erhält der Betrachter keine Informationen über Abstände und Entfernungen, bei einem Laserscan dagegen schon. »Auf diese Weise lassen sich Gütekriterien für die Plakatstandorte berechnen, die sich dann auch im Preis wiederfinden könnten. Eine Plakatwand, die von jedem beliebigen Winkel aus vollständig zu sehen ist, lässt sich teurer vermieten als eine, die die Passanten nur aus einer Blickrichtung erkennen können«, sagt Surmann.

Auch bei Sperrguttransporten kann der 3D-Laserscanner gute Dienste leisten. Wie groß ist der Freiraum, den der Transporter befahren kann? Wo sind Straßenlaternen im Weg, welche Brücken sind zu niedrig, welche Tunnel zu eng? Digitale Straßenkarten geben keine Abstände an. Fährt man dagegen die Strecke vor dem Transport mit einem Auto ab, auf dem der Laserscanner angebracht ist, lässt sich auf unkomplizierte und einfache Weise ein genaues Umgebungsmodell erstellen. Den großen Vorteil des 3D-Scanners des IAIS sieht Surmann im Preis: Das Gerät kostet lediglich ein Drittel herkömmlicher 3D-Laserscanner – daher eröffnen sich viele neue Anwendungsfelder, die bisher aus Kostengründen nicht rentabel waren.

Dr. Hartmut Surmann | Fraunhofer Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.iais.fraunhofer.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie HANNOVER MESSE:

nachricht Network Manager mit Topologiedarstellung
05.04.2019 | PHOENIX CONTACT GmbH & Co. KG

nachricht Energieverteilung leicht gemacht
05.04.2019 | PHOENIX CONTACT GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: HANNOVER MESSE >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Das feine Gesicht der Antarktis

Eine neue Karte zeigt die unter dem Eis verborgenen Geländeformen so genau wie nie zuvor. Das erlaubt bessere Prognosen über die Zukunft der Gletscher und den Anstieg des Meeresspiegels

Wenn der Klimawandel die Gletscher der Antarktis immer rascher Richtung Meer fließen lässt, ist das keine gute Nachricht. Denn dadurch verlieren die gefrorenen...

Im Focus: Virenvermehrung in 3D

Vaccinia-Viren dienen als Impfstoff gegen menschliche Pockenerkrankungen und als Basis neuer Krebstherapien. Zwei Studien liefern jetzt faszinierende Einblicke in deren ungewöhnliche Vermehrungsstrategie auf atomarer Ebene.

Damit Viren sich vermehren können, benötigen sie in der Regel die Unterstützung der von ihnen befallenen Zellen. Nur in deren Zellkern finden sie die...

Im Focus: Virus multiplication in 3D

Vaccinia viruses serve as a vaccine against human smallpox and as the basis of new cancer therapies. Two studies now provide fascinating insights into their unusual propagation strategy at the atomic level.

For viruses to multiply, they usually need the support of the cells they infect. In many cases, only in their host’s nucleus can they find the machines,...

Im Focus: Cheers! Maxwell's electromagnetism extended to smaller scales

More than one hundred and fifty years have passed since the publication of James Clerk Maxwell's "A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field" (1865). What would our lives be without this publication?

It is difficult to imagine, as this treatise revolutionized our fundamental understanding of electric fields, magnetic fields, and light. The twenty original...

Im Focus: Hochgeladenes Ion bahnt den Weg zu neuer Physik

In einer experimentell-theoretischen Gemeinschaftsarbeit hat am Heidelberger MPI für Kernphysik ein internationales Physiker-Team erstmals eine Orbitalkreuzung im hochgeladenen Ion Pr9+ nachgewiesen. Mittels einer Elektronenstrahl-Ionenfalle haben sie optische Spektren aufgenommen und anhand von Atomstrukturrechnungen analysiert. Ein hierfür erwarteter Übergang von nHz-Breite wurde identifiziert und seine Energie mit hoher Präzision bestimmt. Die Theorie sagt für diese „Uhrenlinie“ eine sehr große Empfindlichkeit auf neue Physik und zugleich eine extrem geringe Anfälligkeit gegenüber externen Störungen voraus, was sie zu einem einzigartigen Kandidaten zukünftiger Präzisionsstudien macht.

Laserspektroskopie neutraler Atome und einfach geladener Ionen hat während der vergangenen Jahrzehnte Dank einer Serie technologischer Fortschritte eine...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Analyse internationaler Finanzmärkte

10.12.2019 | Veranstaltungen

QURATOR 2020 – weltweit erste Konferenz für Kuratierungstechnologien

04.12.2019 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Arbeit

03.12.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Titin in Echtzeit verfolgen

13.12.2019 | Biowissenschaften Chemie

LogiMAT 2020: Automatisierungslösungen für die Logistik

13.12.2019 | Messenachrichten

Das feine Gesicht der Antarktis

13.12.2019 | Geowissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics