Mehr Fahrkomfort und -sicherheit Vision-Systeme erobern das Auto

Kameras auch im Innenraum

Kameras werden nicht nur außen am Fahrzeug eingesetzt, sondern auch im Innenraum. Da der Fahrer weiterhin eine wesentliche Rolle bei der Steuerung des Fahrzeugs spielt, zumindest vorerst, wird Bildverarbeitungstechnologie zur Überwachung des Fahrers verwendet. Dadurch kann sichergestellt werden, dass der Fahrer schnell auf eine gefährliche Situation reagieren kann. Ist das nicht der Fall, kann das FAS eingreifen. Die Kamera überwacht kontinuierlich das Gesicht und die Kopfhaltung des Fahrers und erfasst mithilfe künstlicher Intelligenz den Grad der Müdigkeit sowie seine Aufmerksamkeit im Straßenverkehr. Dazu überprüft sie, wie oft der Fahrer in die Spiegel schaut. Wenn der Fahrer unaufmerksam oder erkennbar müde wird, werden Erinnerungen gegeben oder eine Pause vorgeschlagen. Mit dieser Art der Überwachung kann auch die Größe der Person auf dem Beifahrersitz gemessen werden, um die richtige Airbag-Konfiguration bei einem Zusammenstoß zu aktivieren.

Gleichzeitig kann die Fahrerkamera den Komfort steigern. Eine einfache Gesichtserkennung kann Fahrer unterscheiden und Einstellungen im Fahrzeuginneren (zum Beispiel Sitzposition, Lenkradposition, Spiegel, Innenraumtemperatur) gemäß vorkonfigurierter Werte vornehmen, was eine angenehmere Fahrumgebung ermöglicht. Bildverarbeitung kann zudem auf die Fahrzeuginsassen allgemein angewendet werden, zum Beispiel um zu prüfen, ob sie sich wohl fühlen, und die Klimatisierung entsprechend anzupassen.

Bildsensoren im Automobil

Einer der derzeit interessantesten Bildsensoren für Fahrzeuge ist der AR140AT von ON Semiconductor – ein 1/4-Zoll-CMOS-Bauteil mit 1,0 Megapixel und einem aktiven Pixel-Array von 1280 × 800. Er wurde für Fahrten bei schlechten Lichtverhältnissen optimiert und umfasst einen HDR-Modus (High Dynamic Range) mit Rolling-Shutter-Ausgabe. Der AR0140AT liefert außergewöhnlich klare und scharfe digitale Bilder, sowohl für Standbilder als auch im Videomodus (bei 60 fps). Er umfasst Kamerafunktionen der nächsten Generation wie In-Pixel-Binning und Fensterfunktionen und ist vollständig AEC-Q100-qualifiziert (und PPAP-fähig).

Sobald ein Bild erfasst wurde, muss es verarbeitet werden, damit das FAS es nutzen kann. In vielen Fällen erfolgt das über ein separates Modul – mithilfe eines Bauteils wie dem Bildprozessor FS32V234 von NXP Semiconductors. Der leistungsstarke IC enthält einen ARM-Cortex-A53-basierten 64-bit-Quad-Core-Prozessor mit Geschwindigkeiten von bis zu 1 GHz und einem integrierten Neon-MPE-Koprozessor. Hinzu kommt eine 32-bit-Cortex-M4-CPU mit 133 MHz.

Angesichts des zunehmenden Einsatzes von Fahrerassistenzsystemen ist die Sicherheit der Technologie ein wichtiger Aspekt für Entwickler. Der FS32V234 enthält eine CSE mit 16 kB sicherem On-Chip-RAM und -ROM und einen System-JTAG-Controller und unterstützt die sichere ARM-TrustZone-Architektur. Das Bauteil entspricht ISO 26262, und ein Sicherheitshandbuch mit umfassendem FMEDA-Bericht ist verfügbar. Durch FD-CAN- und FlexRay-Schnittstellen wird die Integration in die FAS-Infrastruktur moderner Fahrzeuge vereinfacht.