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Autonomes Fahren: „Luftvorhang“ schützt Sensoren vor Verschmutzung"

| Redakteur: Benjamin Kirchbeck

Sensoren autonomer Fahrzeuge können durch zu starke Verschmutzung erblinden. Gleichzeitig darf die empfindliche Technik nicht ohne weiteres in die Waschstraße. Ford hat nun einen Luftstrom entwickelt, der Insekten um die Sensoren und Kameras herumleitet. Ergänzt wird das System und spezielle Reinigungsdüsen.

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Ein Luftstrom leitet Insekten um Sensoren und Kameras herum. Sollte im Fahrbetrieb doch einmal Insekten aufprallen, kommen Reinigungsdüsen zum Einsatz.
Ein Luftstrom leitet Insekten um Sensoren und Kameras herum. Sollte im Fahrbetrieb doch einmal Insekten aufprallen, kommen Reinigungsdüsen zum Einsatz.
(Bild: Ford)

Ford hat ein System entwickelt, bei dem Fahrzeug-Sensoren und -Kameras frei von Insekten bleiben. In den letzten Jahren wurden zahlreiche Experimente durchgeführt, um sicherzustellen, dass selbstfahrende Fahrzeuge ihr Umfeld jederzeit korrekt erfassen können. Dabei wurde beispielsweise Schmutz und Staub auf die Fahrzeugsensoren gesprüht, die Sensoren mit Wasser überschüttet, um Regen zu simulieren oder sogar synthetischer Vogelkot auf Kameralinsen geschmiert. Im Idealfall, so konstatierte das Team um Venky Krishnan, Supervisor Autonomous Vehicle Systems, Ford, träfen erst gar keine Insekten auf die Sensoren.

Bestmöglichen Schutz vor Insekten benötigt in erster Linie das sogenannte „Tiara“ – das Modul, das aktuell auf allen selbstfahrenden Fahrzeugen von Ford aufgebaut wird und Sensoren und Radartechnologie enthält. Während der Fahrt wird das Tiara-Modul durch verschiedene Schlitze in der Nähe des Kameraobjektivs kontinuierlich entlüftet. Dadurch entsteht ein Luftstrom, der die Insekten vom Sensor selbst ablenkt.

Selbstfahrende Autos nutzen Sensoren und Kameras, die ähnlich wie Frontscheiben eine Aufprallfläche für Insekten darstellen – und deshalb geschützt werden müssen.
Selbstfahrende Autos nutzen Sensoren und Kameras, die ähnlich wie Frontscheiben eine Aufprallfläche für Insekten darstellen – und deshalb geschützt werden müssen.
(Bild: Ford)

„Es ist, als würde man den Kurs eines Asteroiden ändern, der sich auf Kollisionskurs mit der Erde befindet“, sagt Venky Krishnan. „Zudem wird das Leben vieler Insekten gerettet“. Die Methode ist bemerkenswert erfolgreich. Bei Käfern haben Tests zum Beispiel gezeigt, dass der Luftstrom die überwiegende Mehrheit von ihnen erfolgreich von den Sensoren ablenkt. Dennoch war diese Lösung zunächst nicht perfekt, da nicht alle Insekten vollständig vom Luftstrom erfasst werden konnten. Es musste zusätzlich eine Methode entwickelt werden, um die Sensoren bei Bedarf zu reinigen.

„Unser Reinigungssystem ist vollständig in das Tiara-Modul integriert und verfügt über moderne Waschdüsen, die Sensoren und Kameralinsen mit einer speziellen Reinigungsflüssigkeit besprühen können“, fügt Venky Krishnan hinzu. „Um einen weiteren Vergleich zu bemühen, es ist, als ob eine Reinigungskraft jeden einzelnen Sensor persönlich betreut“.

Nach dem Sprühvorgang trocknet das Tiara von selbst. Es gibt Luft durch einen Schlitz frei, der Oberflächen schnell von Feuchtigkeit befreit. Ford hat die Wirksamkeit dieses Systems auf Herz und Nieren getestet. Mit einem der autonomen Fahrzeuge wurden beispielsweise Teile der weiten Wälder im Westen des US-Bundestaates Michigans durchquert, um zu sehen, wie das Reinigungssystem auf Schwärme von Käfern reagierte. Die dritte Generation der selbstfahrenden Ford-Versuchsfahrzeuge, die in Detroit, Pittsburgh, Miami und Washington, D.C., bereits im realen Straßenverkehr getestet werden, sind mit diesem Reinigungssystem ausgestattet.

„Für autonome Fahrzeuge nutzen wir Computer, Software und Kommunikations-Technologie sowie Sensoren und Kameras“, fügt Krishnan hinzu. „Also müssen wir unsere Autos auch mit dem Rüstzeug ausstatten, das zum Schutz von unverzichtbaren Komponenten nötig ist“. Ford hat dabei bereits rund 50 Patente im Zusammenhang mit Reinigungs- und Konstruktionssystemen für autonome Fahrzeuge eingereicht.

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