Das LGPR-Bodenradar erstellt zentimetergenaue Karten des Straßenuntergrunds. (Bild: Screenshot/ MIT Lincoln Laboratory)
Die Technologie des ist trotz der Vielzahl an Sensoren und Kameras sowie der Einspeisung von GPS-Daten nicht vom Umgebungszustand unabhängig. Gutes Wetter und einfache Straßenverhältnisse spielen schlichtweg eine entscheidende Rolle bei der Funktionstüchtigkeit autonomer Systeme. Sobald starker Regen oder Schneefall die Sicht des Fahrers trüben, ist auch die Arbeit der elektronischen Assistenten bedroht.
Forscher des Lincoln Laboratory des Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben nun eine Methode entwickelt, mit der autonome Fahrzeuge auch bei widrigen Witterungsverhältnissen die Spur halten können. Sie statteten ein SUV mit einem neuartigen bodendurchdringenden Radar-System aus, das das Fahrzeug zentimetergenau in den Grenzen der Spur lokalisieren kann. So gelang es den Forschern, das selbstfahrende SUV auf eine Nachtfahrt auf einer komplett mit Schnee bedeckten Autobahn zu schicken, ohne dass es seine Fahrbahn verließ.
„Viele selbst-lokalisierende Fahrzeuge greifen auf optische Systeme zurück, um ihre Position zu bestimmen“, erklärt Byron Stanley, Leiter des Localizing Grund-Penetrating Radar (LGPR)-Programms des Lincoln Laboratory. „Zur Orientierung bauen sie auf optische Systeme, um Fahrbahnmarkierungen, Straßenoberflächen oder die umgebende Infrastruktur zu ’sehen‘. Dieser Ansatz funktioniert bei guten Wetterverhältnissen, doch er wird zur Herausforderung oder gar unmöglich, wenn Schnee Markierungen und Oberflächen bedeckt oder Niederschlag bestimmte Referenzpunkte verunklart.“
Das von den MIT-Forschern entwickelte Radarsystem ist daher auf den Fahrbahnuntergrund gerichtet. Es sendet während der Fahrt hochfrequente Radarsignale in den Boden, deren Reflektionen eine Karte des Untergrunds generieren und einem bestimmten Streckenabschnitt zugeordnet werden. Bei nachfolgenden Fahrten über den entsprechenden Abschnitt kann das LGPR die Fahrzeugposition anhand der gespeicherten Radarsignale und es aktuelle gemessenen Signals bestimmten. So übernimmt das Bodenradar bei unklaren Straßenverhältnissen die Aufgabe der eingeschränkt funktionierenden Kamera- und LiDAR-Systeme.
Die Fahrzeugposition konnte nach Angaben des Lincoln Laboratory bei einem realen Test bei einer Geschwindigkeit von 100 km/h mit einer Abweichung von vier Zentimetern bestimmt werden. Die Methode der Untergrunderfassung sei nach Ansicht der Forscher aufgrund der konstanten Beschaffenheit des Untergrunds wesentlich zuverlässiger als optische Systeme. Die Positionsbestimmung des LGPR hat jedoch den Nachteil, dass zunächst eine Karte erstellt werden muss und damit unbekannte Strecken nicht erfasst werden können.
