Schwerpunkte

Mehr Genauigkeit und Redundanz

Wie Valeo und TomTom automatisiertes Fahren voranbringen

08. Juni 2021, 09:00 Uhr   |  Redaktion: Irina Hübner

Wie Valeo und TomTom automatisiertes Fahren voranbringen
© TomTom | elektroniknet.de

Unter anderem in Paris wurden Fahrtests für den Proof-of-Concept von TomTom und Valeo durchgeführt.

Um Sicherheit für alle Verkehrsteilnehmer zu gewährleisten, müssen Automobilhersteller die Genauigkeit aller Systeme für autonomes Fahren erhöhen und Redundanz in jeden Aspekt des Fahrgeschehens einbauen. Genau das haben TomTom und Valeo in einem Proof-of-Concept für Lokalisierungsaufgaben getan.

Vor zehn Jahren sagten Marktanalysten voraus, dass die Automatisierung den Fahrer bis 2020 überflüssig machen würde. Auch wenn diese Vorhersage noch nicht eingetroffen ist, wurde beim automatisierten Fahren (AD) in den vergangenen zehn Jahren doch bereits viel erreicht. SAE-Level-3-Fahrzeuge sind in Japan bereits zertifiziert und weitere werden noch vor Ende des Jahres auf dem europäischen Markt erwartet.

Um sich sicher fortbewegen zu können, müssen automatisierte Fahrzeuge nicht nur in der Lage sein, die sie umgebende Umwelt zu verstehen, sondern sie müssen darüber hinaus ihren genauen Standort innerhalb dieser Umwelt genau bestimmen können – auch bekannt als Lokalisierung. Indem es sich selbst lokalisiert, kann das Fahrzeug seine exakte Beziehung zu seiner Umwelt bestimmen: Befindet es sich auf der mittleren oder auf der rechten Fahrspur? Wie weit ist der Bordstein entfernt?

Für eine effektive Lokalisierung müssen die Onboard-Sensoren mit hochauflösenden (HD-)Karten zusammenarbeiten. Letztere ermöglichen es dem Fahrzeug, das was die Sensoren erfassen, mit dem abzugleichen, was auf der Karte zu sehen ist: So lässt sich die exakte Position auf der Straße bestimmen und sichere Fahrmanöver können geplant werden. Durch den Einsatz der TomTom HD Map mit der RoadDNA Localization Suite in Kombination mit dem Valeo-SCALA-3D-LiDAR und der Drive4U-Standorttechnologie können mehrere Sensoren und verschiedene Layer mit Kartendaten genutzt werden, um die Zuverlässigkeit der Lokalisierung zu erhöhen und die Fehlerquote zu minimieren.

Die Vorzüge der Multi-Sensor-Lokalisierung

Als weltweit agierender Anbieter von Fahrassistenzsensoren ist Valeo das nach Unternehmensangaben erste Unternehmen, das einen LiDAR-Laserscanner in Großserie produziert und auch in Fahrzeugen eingebaut hat. Sein Valeo-3D-Laserscanner SCALA nutzt Lichtstrahlen, um statische oder sich bewegende Hindernisse zu erkennen und dem Fahrzeug eine 360°-Sicht auf seine Umgebung zu ermöglichen.

Bild 1. Abgleich von Punktwolken mit der TomTom HD Map mit RoadDNA.
© TomTom

Bild 1. Abgleich von Punktwolken mit der TomTom HD Map mit RoadDNA.

In einem kürzlich veröffentlichten Proof-of-Concept konnten TomTom und Valeo eine Multisensor-Lokalisierung erfolgreich demonstrieren, indem die Lokalisierungssoftware von Valeo eingesetzt wurde, um die Output-Daten des Valeo SCALA-3D-LiDAR mit den RoadDNA-Daten der TomTom HD Map genau abzugleichen.

RoadDNA besteht aus sensoragnostischen Lokalisierungsebenen in der TomTom HD Map wie beispielsweise Verkehrszeichen und 3D-Straßenmusterinformationen, um eine präzise Lokalisierung über Sensoren wie Kameras und LiDAR zu ermöglichen. Dies erhöht die Sicherheit durch die Entstehung von Redundanz für Kartendaten und Lokalisierung sowie die Robustheit des Systems durch die Verwendung eines Multi-Sensor-Ansatzes.

Die meisten Anbieter sind nur in der Lage, einen Sensor (zum Beispiel eine Kamera) mit einem Datentyp in der Karte zu verknüpfen – ein Mono-Sensor-Lokalisierungsansatz. Fällt dieser Sensor aus, ist das Fahrzeug nicht mehr in der Lage, die eigene Position richtig zu bestimmen. Die Verwendung eines Multi-Sensor-Ansatzes – wie in unserem Proof-of-Concept mit Valeo – vermeidet diesen potenziell gefährlichen Nachteil. Er stellt sicher, dass sich ein Fahrzeug auch dann genau lokalisieren kann, wenn ein Sensor ausfällt oder wenn die Umgebung nicht genau erfasst werden kann, beispielsweise bei schlechter Sicht durch starken Schneefall oder dichten Nebel.

Auch bei der Verwendung von drei verschiedenen Fahrzeugen mit unterschiedlichen Kamera- und LiDAR-Positionierungen ermöglichte die kombinierte Lösung von TomTom und Valeo eine Lokalisierung mit hoher Genauigkeit in separaten Fahrtests in Tokio, Paris und San Francisco.

Skalierbare, kostengünstige Lösung für höhere Automatisierungsgrade

So funktioniert die Kartenerzeugung.
© TomTom

So funktioniert die Kartenerzeugung.

Die Lokalisierungsalgorithmen, die die Valeo SCALA Point Cloud einsetzt sowie die TomTom-RoadDNA-Funktionen haben eine starke Anpassungsfähigkeit und können in mehreren Anwendungen wiederverwendet werden. Während sich der Leistungsgrad mit dem TomTom-HD-Map- und RoadDNA-Paket als überzeugend erweist, ermöglicht das SCALA-LiDAR-System von Valeo eine weltweite Abdeckung durch einen zuliefererunabhängigen Ansatz. Außerdem hilft das System Automobilherstellern dabei Kosten zu senken, da es kein RTK-PPP-GPS benötigt.

Dieser Proof-of-Concept trägt zur Sicherheit des automatisierten Fahrens bei, indem er ein Problem löst, das für die Branche bisher eine Herausforderung darstellte. Durch die Kombination ihres Fachwissens waren TomTom und Valeo in der Lage, Lokalisierungsredundanz durch die Verwendung mehrerer Sensoren und Kartenebenen zu erreichen. Diese erfolgreiche Demonstration einer hochgenauen Lokalisierung durch den Abgleich von Punktwolken mit der TomTom HD Map mit RoadDNA ist ein Schritt hin zur Automatisierung auf höherer Ebene.

Nach Unterlagen von TomTom

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