Automotive-Kameraanwendungen Robuste Kameras als intelligente Subsysteme

Redakteur: Jan Vollmuth

Fahrerassistenzsysteme sind ein wichtiges Differenzierungsmerkmal im Automobilmarkt. Dabei sind Kameras ein wesentlicher Bestandteil. Die Anforderungen an die digitale Kameratechnik steigen, aber irgendeine Kamera nach technischen Spezifikationen auszuwählen reicht nicht. Spezialisierte Lösungen sind gefragt.

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Moderne Fahrerassistenz-Systeme bieten dem Fahrer eine dreidimensionale Darstellung der Fahrzeugungebung.
Moderne Fahrerassistenz-Systeme bieten dem Fahrer eine dreidimensionale Darstellung der Fahrzeugungebung.
(Bild: First Sensor)

Wenn sich Konsumenten heute über Kameraauflösungen ihrer Camcorder oder Smartphones unterhalten, bewegen sie sich in Regionen, die Welten von dem entfernt sind, was heute im Automobilbereich üblich ist: VGA- oder 1,3-Megapixel-Auflösungen. Dennoch sind die durch diese Kameras erzeugten Datenmengen für ein Automobilbordnetz ungewöhnlich hoch. Der Trend geht von reinen Komfortlösungen zu sicherheitsrelevanten Fahrerassistenzsystemen. Wenn infolge dessen Kameras im Auto an Zahl und Auflösung zunehmen, stellt sich die Frage, wie man die Datenmengen im Griff behält. Die Antwort: lokale Intelligenz. Anstatt in einer zentralen Recheneinheit Rohdaten zu verarbeiten, sendet das Kamerasystem dank eigener Intelligenz keine Bilder, sondern aus der Bildauswertung gewonnene Daten an das Fahrerassistenzsystem, etwa den Warnhinweis „Achtung, Fahrzeug verlässt Fahrspur“.

Software und Kamera aus einer Hand

Das heißt für Hersteller oder Zulieferer, die Kameras für ihre Lösungen suchen, dass sie Kamerasysteme mit entsprechenden Rechen- und Speicherkapazitäten auswählen. Idealerweise beziehen sie diese Systeme von einem Anbieter, der auch die Embedded-Software für die lokale Intelligenz eines Kamerasystems bereitstellt.

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Automotive-Anwendungen stellen hohe Anforderungen an eine Kamera: Zuverlässigkeit und Robustheit gegenüber Vibrationen, Schmutz, Feuchtigkeit, extreme Hitze oder Kälte. Die Kameras sollten zudem auf die Integration in das Fahrzeug zugeschnitten sein.

Die Lösung: Modulare Kamerasysteme können je nach Anwendung mit unterschiedlichsten physikalischen Schnittstellen ausgestattet werden und verstehen viele Datenformaten. Spezialkamerahersteller für Automotive-Anwendungen wie die zur First Sensor AG gehörende First Sensor Mobility GmbH, Dresden, ermöglichen es, Datenleitung und Stromversorgung zu kombinieren und die Kamera kostengünstig über vier oder sogar nur zwei Drahtkabel mit Bordsystemen zu verbinden.

Entwicklungsbegleitende Prototypen

Kameras für den massenhaften Einbau in Consumer-Elektronik oder andere Massenmärkte eigen sich bedingt für Automobilanwendungen. Spezialhersteller sind flexibler und besser darauf vorbereitet, entwicklungsbegleitend Prototypen oder vergleichbare Systeme für erste Tests zu liefern. Zudem können sie Entwickler bei Hardware-, Software- und Integrationstest unterstützen. Dies ist wichtig, da Kamera- und Fahrerassistenzsysteme die funktionale Sicherheit betreffen.

Ein spezialisierter Hersteller ist auch in der Serienfertigung von Vorteil. Beispielsweise liegt bei der First Sensor Mobility von der Verarbeitung des Sensorchips bis zum konfektionierten Kamerasystem der gesamte Fertigungsprozess in einer Hand. Testprozeduren wie die Kalibrierung der optischen Achsen und die Parametereinstellungen zur Kompensation von Abweichungen werden für Kunden übernommen. Alle wichtigen Werte und Einstellungen für jede gelieferte Kamera werden dem Automobilhersteller oder Integrator zur Nachverfolgbarkeit übergeben. Ein spezialisierter Anbieter mit eigener Fertigung aller zentralen Komponenten kann darüber hinaus eine ausreichend lange Verfügbarkeit für die Serienfertigung und den Aftermarket gewährleisten.

Modulare, auf die Bedingungen eines Automobilbordnetzes angepasste Kamerasysteme sollten heutzutage als intelligentes Subsystem des Fahrerassistenzsystems angesehen werden, die bereits aufbereitete Informationen senden. Für die Kamerasysteme sollte ein Partner gesucht werden, der eine lange Produktverfügbarkeit garantieren kann. First Sensor Mobility in Dresden ist ein solcher Kamerahersteller, der darüber hinaus Spezialisten für die Softwareentwicklung der lokalen Intelligenz an der Kamera im eigenen Haus hat. (jv)

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