Hardware-Innovationen für Radartechnik

Projekt KI-Radar

KI-basierte Radarlösung für sicheres autonomes Fahren

Egal ob Schnee, Regen, Nebel oder Sonnenschein - autonome Fahrzeuge sollten bei jeder Wetterlage sicher unterwegs und einsatzfähig sein. Zudem müssen sie verkehrs- und kurven-arme Strecken genauso gut bewältigen wie stark befahrene Straßen im städtischen Raum. Um frühzeitig seitlich aufkommende, potentielle Hindernisse und Gefahren zu erkennen, sind Sensoren notwendig, die eine 360°-Überwachung rund um das Fahrzeug ermöglichen. Voraussetzung hierfür sind extrem leistungsfähige und aufeinander abgestimmte Software- und Hardwarekomponenten.

Im Rahmen des Projekts KI-Radar entwickelt ein Konsortium ein  hochminiaturisiertes Multi-Sensormodul und KI-Algorithmen, die die Umgebungsauflösung beim autonomen Fahren erhöhen und frühzeitig eine Gefahreneinschätzung ermöglichen.

Der innovative Compression-Mold-Ansatz ermöglicht eine hohe Integrationsdichte und ist zugleich ein kostengünstiges Verfahren, bei dem flexible Schaltungsträger/Folien mit hochgefüllten Epoxidharzen (Molding Compounds) hinterspritzt werden.

SMD-montierbare 3D-MIMO-Antennen vergrößern den Detektionsbereich des integrierten Radarsystems. Diese basieren auf 3D-strukturierten Substraten, an deren geometriepräzisen Fertigung das IZM forscht.

Die Verarbeitung von Radar-. GPS und optischen Daten erfolgt KI-basiert direkt im Sensormodul bzw. im Verbund der Sensormodule (Cognitive Edge Computing).

  • Effizienter Ressourceneinsatz für das zu übermittelnde Datenvolumen
  • Verringerung der Latenz
  • Steigerung der Robustheit und Zuverlässigkeit der Sensorik

Die Anbringung der Sensoren ist an nahezu jeder Position des Fahrzeuges möglich, da die Planung der räumlichen Integration von optischer Sensorik und Radarsensorik entfällt.

Beitrag des Fraunhofer IZM im Projekt sind:

  • Hardwarearchitektur für KI-Radarmodul, Cognitve-Edge und KI-Algorithmik
  • PCB-Design
  • Herstellung und Qualifikation von SMD-montagefähigen 3D-MIMO-Antennen

Ziele des Radarsystems

  • Winkelauflösung ±90° im Azimut durch neue 3D-Antennenstruktur mit 79 GHz
  • Antennengewinn von 12dBi durch Fokussierung in Elevation
  • Winkelauflösung < 1° durch Fusionierung der DBF-Daten mehrerer Einzelsensoren

Zu realisierende
Innovationen

  • 3D-Umformungsverfahrens für frei geformte 3D-MIMO-Antennen mittels Moldtechnologie.

Vorteile von
KI-Radar-Modulen

  • Realisierung einer 360°-Rundumsicht
  • Hohe Zuverlässigkeit der Sensorik
  • Steigerung der Sicherheit von Fahrassistenzsystemen

Weitere Anwendungsbereiche

  • Robotik
  • Drohnen andere mobile Anwendungen
  • Sicherheit, Verkehrsüberwachung und Kollisionsschutz in der Fertigungsindustrie
  • Smart Home
 

News / 2.8.2023

Neues Design für KI-gestützte Radarsysteme

Dank der Radar-Expertise des Fraunhofer IZM wird die Sensorik für autonome Fahrzeuge künftig nicht nur günstiger, sondern auch im Erkennungsvermögen besser. Zusammen mit Industriepartnern erschufen die Forschenden einRadarsystem mit einer Trennschärfe von unter einem Grad und einem Erfassungswinkel von 180°.

 

Arbeitsgruppe

Radar Frontends & Modules

Wir konzentrieren uns auf den optimierten Entwurf und die Charakterisierung von HF/Millimeterwellen-Radarmodulen unter Verwendung des M3-Ansatzes (Methoden, Modelle, Maßnahmen). Basierend auf den Anforderungen der Anwendung wird das Implementierungskonzept in Verbindung mit dem M3-Ansatz entwickelt.

 

Arbeitsgruppe

Montage und Verkapselung

Wir erforschen Integrationstechniken für System-in-Package Produkte mit den Schwerpunkten Bauteilmontage für hochintegrierte Packages und Füge-/Verkapselungsprozesse basierend auf Polymermaterialien.