Bei schlechter Sicht stoßen Sensoren autonomer Fahrerassistenzsysteme oftmals an ihre Grenzen.

Bild: Pixabay, omeWillem

Umfelderkennung Smarte Sensoren für autonome Autos

20.02.2019

Ein Tier springt auf die Straße. Es ist stockdunkel und nebelig, doch das selbstfahrende Auto bremst sicher ab. Eine solche fehlerfreie Umfelderkennung ist einer der Knackpunkte beim autonomen Fahren. Sensoren auf der Basis von Hochfrequenzstrahlung, die an der Universität Duisburg-Essen entwickelt werden, könnten die Lösung sein. Das Bundesforschungsministerium finanziert in diesem Rahmen den Ausbau eines Mikroelektronik-Labors mit knapp vier Millionen Euro.

Mit elektronischen und photonischen Chips lassen sich Objekte bestimmen und deren Position, Abstände und Geschwindigkeiten messen. Das ist von Fahrassistenzsystemen, aber auch aus der Industrie bekannt. Mit ihnen greifen Roboter etwa die richtigen Teile aus unsortierten Kisten und agieren selbstständig neben Menschen. Die heutigen Sensoren zur Umfelderkennung haben jedoch Grenzen, beispielsweise bei verdeckter Sicht. Auch arbeiten sie noch nicht mit der erforderlichen Genauigkeit.

Neue Anlagen für die Hochfrequenzmessung

Die UDE-Professoren Dr. Nils Weimann, Dr. Andreas Stöhr und Dr. Thomas Kaiser forschen deshalb an Transistoren und Infrarot-Komponenten. Ihr neues Labor ForLab SmartBeam ist am Zentrum für Halbleitertechnik und Optoelektronik (ZHO) angesiedelt. Mit den 3,95 Millionen Euro aus Berlin werden jetzt zwei hochwertige Anlagen sowie Instrumente zur Hochfrequenzmessung bis 1,5 THz angeschafft.

Dieses elektromagnetische Spektrum ist interessant für viele Anwendungen. Denn zwischen 300 GHz und einigen THz dringen die Wellen ungefährlich für den Menschen durch Material und organisches Gewebe. Ideal also, um giftige Stoffe oder versteckte Objekte zu erkennen.

Spezieller Halbleiter ist notwendig

Allerdings sind THz-Sensoren noch nicht massentauglich – die dazu nötigen Chips erfordern ein spezielles Halbleitermaterial: Indiumphosphid. In diesem können sich die Elektronen schneller als im üblicherweise verwendeten Silizium bewegen. Außerdem eignet es sich zur Herstellung effizienter, optoelektronischer THz-Bauelemente. Die dazu erforderlichen Technologien werden am ZHO der Uni erforscht und entwickelt.

Nicht nur die drei Professoren sind sich sicher, dass die schnellen Wellen großes Potenzial für die AutomobilIndustrie, den Maschinenbau, die Medizintechnik oder die Telekommunikation haben. Auch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert die Entwicklung über den Sonderforschungsbereich MARIE. Er befasst sich mit mobilen THz-Anwendungen und wird von der UDE geleitet.

Bildergalerie

  • Die Professoren Nils Weimann (links) und Andreas Stöhr (rechts) mit Mitarbeiter Christian Blumberg an einer Anlage zur Halbleiterintegration. Diese steht im Reinraum des Zentrums für Halbleitertechnik und Optoelektronik der UDE.

    Bild: Universität Duisburg-Essen

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