3D-Bildsensor für Fahrzeuge
ISO26262-konform und hochauflösend
Moderne Fahrzeugcockpits, nahtlose Konnektivität mit neuen Diensten und eine verbesserte passive Sicherheit: 3D-Tiefensensoren spielen eine zentrale Rolle bei Überwachungssystemen im Auto. Nun gibt es von Infineon und dem 3D-ToF-Systemspezialisten PMDTechnologies einen neuen Bildsensor fürs Kfz.
Infineon Technologies hat in Zusammenarbeit mit dem 3D-Time-of-Flight-(ToF)Systemspezialisten PMDTechnologies die zweite Generation des Real3-Bildsensors für Automotive-Anwendungen entwickelt – einen ISO26262-konformen hochauflösenden 3D-Bildsensor.
»Wir bieten damit der Automobilindustrie eine hohe Auflösung bei kleiner Objektivgröße. Dadurch lassen sich Fahrzeuge mit Funktionen aus der Unterhaltungselektronik ausstatten, während gleichzeitig Automotive-Standards beibehalten und die passive Sicherheit verbessert wird«, erklärt Christian Herzum, Vice President 3D Sensing bei Infineon. Die zuverlässige und sichere Gesichtsauthentifizierung ermöglicht beispielsweise eine nahtlose Verbindung zu allen Diensten, die eine Authentifizierung erfordern, wie Bezahldienste, Laden der Batterie oder Zugriff auf private Daten.
Darüber hinaus erfüllt die Kamera alle Anforderungen für die Fahrerüberwachung, sodass Ablenkung und Müdigkeit des Fahrers rechtzeitig erkannt werden. So ist es möglich, mit nur einer ToF-Kamera ein Fahrerüberwachungssystem mit sicherer 3D-Gesichtserkennung anzubieten.
Der Sensor ist in einem 9 mm x 9 mm großen Kunststoff-BGA-Gehäuse untergebracht und bietet eine VGA-Systemauflösung von 640 x 480 Pixeln bei einem kleinen Bildkreis von 4 mm. Damit lassen sich Objektivgrößen realisieren, wie sie bereits von Smartphones bekannt sind, allerdings nun auch für Anwendungen im Automotive-Bereich.
Durch die hohe Auflösung eignet sich der Sensor auch für Kameraanwendungen mit großem Sichtfeld, beispielsweise für komplette Insassenüberwachungssysteme in der ersten Reihe. Die daraus resultierenden 3D-Körpermodelle ermöglichen genaue Schätzungen der Größe und des Gewichts der Insassen sowie hochpräzise Daten zur Position der Insassen zum Sitz und den Airbags. Diese Informationen sind entscheidend für die intelligente Auslösung von Airbags und Rückhaltesystemen.
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Außerdem ist die Ein-Chip-Lösung nach AEC-Q100 Grade 2 qualifiziert und laut Hersteller die erste ihrer Art, die nach dem ISO26262-Standard (ASIL-B) entwickelt wurde. Die 3D-Daten ermöglichen Komfortfunktionen wie Gestensteuerung oder eine intuitive Innenraumbeleuchtung, die den Bewegungen der Insassen folgt. Darüber hinaus kann der Sensor in Umgebungserkennungsszenarien als Flash-Lidar im Automotive-Bereich eingesetzt werden. Aufgrund der Sicherheitskonformität ist er außerdem geeignet für verwandte Anwendungen in der mobilen Robotik, für Drohnen und generell für andere autonome Anwendungsfälle, bei denen Zuverlässigkeit und Sicherheit zum Schutz der Bediener unerlässlich sind.
Die Time-of-Flight-Technik des Tiefensensors ist die Basis für ein breites Spektrum von Anwendungsfällen. Sie liefert sehr zuverlässige Entfernungsinformationen und gleichzeitig ein 2D-Graustufenbild der gesamten Szene unter allen Umgebungslichtbedingungen – bei Nacht, im Sonnenlicht und bei stark wechselnden Lichtverhältnissen.
Entwicklungsmuster des neuen 3D-Bildsensorchips (IRS2877A) sind ab sofort verfügbar, die Serienproduktion hat begonnen. Die ISO26262-konforme Variante IRS2877AS geht Ende 2022 in die Serienproduktion.
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