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• Weltweit erster Fernbereichsradar kam 1999 auf den Markt
• System von Continental steuerte die automatische Abstandsregelung des Tempomats

Frankfurt am Main, 7. November 2019. Das automatisierte Fahren kommt – und mit ihm immer leistungsfähigere Systeme, mit denen das Automobil seine Umgebung erfassen und sich in ihr sicher zurechtfinden kann. Die neueste, fünfte Generation des Fernbereichsradars von Continental mit bis zu 300 Metern Reichweite und einer bislang nicht erreichten Auflösung ist ein solches System, das automatisiertes Fahren erst möglich macht. Vor 20 Jahren dachte daran allerdings noch niemand, als erstmals ein Serienfahrzeug auf den Markt kam, das mit einem Fernbereichsradar ausgestattet war. Continental war damals an dieser gemeinsamen Entwicklung mit Mercedes maßgeblich beteiligt: In der Mercedes S-Klasse (Baureihe W220) bot Daimler ab 1999 erstmals seinen Abstandsregeltempomat unter den Namen „Distronic“ an. Es war das weltweit erste ACC-System (Adaptive Cruise Control), das mit einem Fernbereichsradar arbeitete. Die Reichweite betrug damals 150 Meter und war damit das fortschrittlichste System seiner Zeit.

„Mit diesem System haben wir damals technologisches Neuland betreten. Inzwischen hat sich die Radarlösung durchgesetzt, allein von Continental sind mittlerweile mehr als 50 Millionen Fern- und Nahbereichsradarsensoren produziert worden – und die jüngste, fünfte Generation des Fernbereichsradars steht just zum 20-jährigen Jubiläum in den Startlöchern“, sagt Norbert Hammerschmidt, Leiter Programm-Management Radar bei Continental, der bereits 1996 an der Entwicklung des ersten Fernbereichsradars beteiligt war. War der Radar vor 20 Jahren auf eine ACC-Funktionalität beschränkt, ermöglicht die aktuellste Generation neben erweiterter ACC-Unterstützung inklusive Stop and Go, noch weitere Funktionen wie Notbrems- und Stauassistent. Im Zusammenspiel mit weiteren Umfeldsensoren wie Kamera und Lidar bilden Radarsensoren die Grundlage für die Realisierung von fortschrittlichen Fahrerassistenz-Funktionen und automatisiertem Fahren.

Vorteil Radar: Die Technik funktioniert auch bei Nebel und Dunkelheit tadellos

Ein Fernbereichsradarsystem ist für moderne Fahrzeuge selbstverständlich. Es sorgt für mehr Fahrkomfort, indem es die automatische Abstandsregelung ermöglicht, und zugleich für mehr Sicherheit, weil der Radarsensor im Gefahrenfall auch den Notbremsassistenten aktiviert. Bei Lastwagen ist ein Notbremsassistent auf Radarbasis seit 2015 in Europa sogar gesetzlich vorgeschrieben. In den späten 1990er-Jahren jedoch war es keinesfalls sicher, dass sich die Radartechnik für solche Anwendungen durchsetzen würde. Der Grund: Infrarot-Sensoren waren eine weitaus günstigere Technik, um Hindernisse vor dem Fahrzeug zu erkennen. Mercedes und Continental jedoch favorisierten die technisch anspruchsvollere Radartechnik, denn sie funktioniert unabhängig von Licht- und Sichtverhältnissen und behält auch bei Nebel oder Dunkelheit den Durchblick.

Die erste Generation des Fernbereichsradars war ein komplexes System aus zwei Bauteilen, dem sogenannten Radarkopf, der hinter der Kühlermaske platziert war, und einer Steuereinheit im Innenraum des Fahrzeugs. Beide Teile waren dabei etwa zusammen so groß wie ein Schuhkarton und wogen rund 1,3 Kilogramm. Die Hochfrequenzwellen im Bereich von 77 Gigahertz wurden damals von einer sogenannten Gunndiode erzeugt. Bereits in der zweiten Generation des Fernbereichsradars von Continental wurde die Gunndiode durch einen leistungsfähigeren Halbleiterwerkstoff ersetzt. Durch diese und weiteren Integrationsmaßnahmen passte das komplette Radarsystem nun in ein Gehäuse, das kaum größer als ein dickes Taschenbuch war und rund 650 Gramm wog.

Diese Entwicklung hält bis heute an: Mit jeder Generation wurde der Fernbereichsradar kompakter, leistungsfähiger und günstiger, was sich insbesondere in einer höheren Reichweite und Auflösung wiederspiegelt. So sind die Radarsensoren der aktuellsten Generation etwa nur noch so groß wie ein Päckchen Butter und wiegen rund 500 Gramm. Auch die Halbleiter-Technologie, also der eigentliche Kern der Komponente, änderte sich noch mehrfach. „Die RF CMOS-Technologie (Radio Frequency Complementary Metal-Oxide) die jetzt erstmalig in der fünften Generation zum Einsatz kommt, ermöglicht uns in zukünftigen Generationen ein Single-Chip-Design, in dem alle Funktionen auf einem einzigen Chip integriert werden können – was abermals Bauraum spart und Kosten senkt“, erklärt Continental-Experte Hammerschmidt.

Radar-Daten werden künftig von Künstlicher Intelligenz ausgewertet

Die stetig verbesserte Hardware ist jedoch nur ein Aspekt der Radar-Entwicklung. Der andere ist die immer weiter optimierte Software, bei der es um immer präzisere Algorithmen geht. Denn letztlich sind es diese Programme, die aus den zunehmend höher aufgelösten Daten des Radarsensors jene Objekte herausfiltern, die für das sichere Fahren relevant sind. In Zukunft kommt hierbei auch Künstliche Intelligenz zur Erkennung von komplexen Situationen zum Einsatz, beispielsweise um Stauenden unter einer Brücke sicher zu erkennen. Diese lernt die Erkennung von Objekten in Verkehrsszenarien basierend auf großen Datenmengen. Die neue Generation des Fernbereichsradars wird dazu erstmals neben einer horizontalen auch über eine präzise vertikale Auflösung verfügen. Das System kann dann zum Beispiel auch detektieren, ob ein verlorenes Ersatzrad oder ein abgefallener Auspufftopf auf der Fahrbahn liegt und darauf – gegebenenfalls durch Ansteuern der Assistenzsysteme – angemessen reagieren.

Fernbereichsradar eine entscheidende Komponente für automatisiertes Fahren

Als vor 20 Jahren der von Continental mitentwickelte Fernbereichsradar bei Mercedes in Serie ging, handelte es sich um eine neue Komfortfunktion, die automatische Abstandsregelung, sobald der Fahrer den Tempomat aktiviert hatte. Wenig später wurde die Radarsensorik auch für das Notbremsassistenzsystem genutzt. In Zukunft wird vor allem ein Trend die Entwicklung beherrschen: Eine immer genauere Umfelderkennung, bei der etwa Radar-, Lidar- und Kameradaten miteinander kombiniert werden, um eine detailgetreue und nahtlose Darstellung der gesamten Fahrzeugumgebung zu generieren. Solch ein hochgenaues Umfeldmodell ist wichtig, damit beim automatisierten Fahren die Aufgaben des Fahrers durch das Fahrzeug übernommen werden können. Ziel ist es durch eine Sensorfusion, ein dem Menschen gleichwertiges oder besseres Verständnis des Fahrzeugumfeldes zu erreichen. Fernbereichsradare werden zukünftig auch für den „Blick“ nach hinten eingesetzt. Denn wenn automatisierte Fahrzeuge selbständig einen Spurwechsel einleiten, müssen sie auch exakt erkennen, ob und wie schnell sich andere Verkehrsteilnehmer von hinten nähern. So hat sich der Fernbereichsradar von Continental 20 Jahre nach seiner Weltpremiere im Automobil zu einer Schlüsselkomponente für das automatisierte Fahren entwickelt. Und damit zu einem Treiber einer neuen, zukunftsweisenden und sichereren Mobilität.

 

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