Mehr Produktivität und Sicherheit Radarsysteme für Agrar- und Nutzfahrzeuge entwickeln

Infineon hat für radarbasierte Assistenzsysteme von Nutzfahrzeugen und Baumaschinen ein 24-GHz-Radar-Entwicklungs-Kit entwickelt.

Radarsysteme sind ein zentraler Bestandteil moderner ADAS – nicht nur im Pkw: Auch bei Nutz- und Agrarfahrzeugen lassen sich mit Hilfe dieser Technik Sicherheit und Effizienz steigern. Ein spezielles Entwicklungs-Kit vereinfacht den Einstieg in das Design von Radarlösungen für Lkw, Traktor & Co.

Höhere Produktivität, verbesserte Sicherheit und erhöhte Energieeffizienz – die Anforderungen an Nutzfahrzeuge sowie Bau- und Landmaschinen (CAV: Commercial, Construction and Agriculture Vehicles) werden immer anspruchsvoller. Allein durch den Einsatz mechanischer und hydraulischer Komponenten lassen sie sich nicht mehr bewältigen. Stattdessen sind elektrische bzw. elektronische Lösungen gefragt. Innovative Halbleiter-Lösungen wie Mikrocontroller, Leistungshalbleiter und insbesondere Sensoren schaffen die Voraussetzung dafür, dass Nutzfahrzeuge effizienter und sicherer werden, mit gleichzeitig mehr Komfort für den Fahrer bzw. das Bedienpersonal. Insbesondere tragen robuste und immer kostengünstiger werdende Radarsysteme zu mehr Sicherheit und Effizienz in CAV-Fahrzeugen bei.

Der Zwang zur erhöhten Produktivität ist gerade in der Agrartechnik offensichtlich (Bild 1), denn die rasant wachsende Weltbevölkerung und auch der steigende Bedarf an Energiepflanzen stellt die Landwirtschaft vor enorme Herausforderungen. Die geforderten Produktivitätssteigerungen für hochwertige Nahrungsmittel bei gleichzeitig hoher Nachhaltigkeit unter Umweltschutzgesichtspunkten lassen sich nur mit modernster Technologie realisieren, was mit den Schlagworten Precision oder Smart Farming umschrieben wird.

Konkret gehören dazu etwa eine fortschreitende Automatisierung, reduzierte Emissionen, weitere Elektrifizierung, Telematik & Datenmanagement und mehr Komfort. So übernehmen beispielsweise automatische Lenksysteme für die Bearbeitungs- und Erntemaschinen oder Telematikmodule zur Überwachung der Maschinen Aufgaben, die bislang dem Fahrer vorbehalten waren. Die nächste Stufe des Precision Farming ist dann die Autonomisierung – ein Trend, der mit den Konzepten von Industrie 4.0 oder Internet der Dinge vergleichbar ist. Für die Landwirtschaft bedeutet das die Einführung der Feldrobotik.

Im Bereich der Baumaschinen und Nutzfahrzeuge gilt Entsprechendes, wobei hier den Themen Sicherheit, Effizienz und Ergonomie eine besonders hohe Bedeutung zukommt. Dabei werden auch neue Konzepte diskutiert, wie (teil-)autonomes Fahren oder Platooning. Beim Platooning fährt ein Lkw möglichst dicht auf den Lastwagen vor ihm auf. Dadurch soll zum einen der Platz auf der Straße besser ausgenutzt werden. Zum anderen fahren die Lkw im Windschatten, wodurch sie weniger Treibstoff verbrauchen und damit weniger Schadstoffe ausstoßen. Damit es bei dem dichten Auffahren nicht zu Unfällen kommt, sind die Fahrzeuge mit GPS, Radar und WLAN sowie mit Assistenzsystemen für autonomes Fahren ausgestattet. Die Systeme kommunizieren während der Fahrt miteinander.

12.000 schwere Unfälle pro Jahr

Nach jüngsten Statistiken entfallen mehr als ein Drittel der Lkw-Unfälle auf Auffahrunfälle und 28 Prozent auf fehlerhafte Spurwechsel. Ein weiteres, großes Risiko bergen Unfälle beim Abbiegen oder durch Nichterkennen im toten Winkel. Jedes Jahr geschehen in der Bauwirtschaft allein in Deutschland über 12.000 oft schwere Unfälle, bei denen Baumaschinen und Geräte für Erdbewegungen und Straßenbau sowie Kraftfahrzeuge beteiligt sind. Oftmals behindern tote Winkel das Sichtfeld erheblich. Dazu kommt, dass beispielsweise Radlader, Planierraupen und Walzen während der Arbeit zu 40 bis 50 Prozent rückwärts fahren. Daher nehmen Fahrer, die sich auf den Arbeitsablauf konzentrieren müssen, in der Nähe arbeitende Personen oft nicht wahr.

Radarsysteme in Lastkraftwagen, Bau- und Agrarfahrzeugen machen den Straßenverkehr bzw. den Betrieb sicherer: Sie überwachen den toten Winkel, warnen bei geringem Abstand und bremsen notfalls automatisch. Mit ihnen wird auch das Fahren in Kolonnen mit kurzem Abstand sicher, selbst nachts, bei Gegenlicht, Regen, Nebel oder Schneetreiben. Auch Abbiege- oder Park-Unfälle mit Radfahrern oder Fußgängern lassen sich mit solchen aktiven Sicherheitssystemen verhindern.

Vollautomatische Erntemaschinen und Schlepper bzw. Baufahrzeuge verfügen heute über eine Elektronikbedienung, die Funktionen wie Fahrzeugbedienung, Monitoring mit Kamera- und Radarfunktionen oder Spurführung in einem Terminal zusammenfasst. Damit wird deutlich, dass die Anforderungen an die entsprechenden Sensoren, Steuereinheiten und Mikrocontroller ständig steigen, während eine kosteneffiziente Implementierung gefragt ist. Halbleiter-Schlüsselelemente sind neben den Mikrocontrollern vielfältige Sensoren (Magnet, Strom, Reifendruck, Radar) und Leistungsbauelemente bzw. sichere Stromversorgungs-ICs.