Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHRPräzise Materialcharakterisierung
In Fahrzeugen sind bereits zahlreiche Sensoren verbaut, die die Umgebung scannen und wertvolle Daten für die Fahrassistenz liefern. Für Fahrzeughersteller ist daher wichtig zu wissen: Wie verändern die Bauteile des Fahrzeugs die elektromagnetischen Signale, die die Sensoren aussenden und empfangen? Das Fraunhofer FHR führt solche Analysen präzise aus – und berechnet erstmals zu den Ergebnissen auch Angaben zur Messungenauigkeit.
Ohne Fahrer kurvt das Fahrzeug durch die Straßen, während die Insassen ihre Nase in ein Buch stecken oder aufs Smartphone schauen – so sieht zumindest die langfristige Vision vom autonomen Fahren aus. Elementar dabei ist, dass die Autos ihre Umgebung jederzeit erkennen und Gefahren richtig einschätzen können. Wichtig ist dies auch schon bei einer Fahrassistenz, wie sie zunehmend in Fahrzeugen verbaut wird. Die Grundlage für diese Umgebungserkennung bilden zahlreiche verschiedene Sensoren: Im Auto integriert erkennen sie Hindernisse auf der Fahrbahn und geben ihre Daten an die Fahrzeugsteuerung weiter, die beispielsweise bei drohender Gefahr ein Bremsmanöver einleitet. Radarsensoren nutzen elektromagnetische Wellen, um ihre Umwelt wahrzunehmen. Doch diese müssen sich nicht nur durch die Luft ausbreiten, bis sie auf ein mögliches Hindernis treffen, sondern auch durch die Autoteile, hinter denen sie verbaut sind. Hersteller wollen daher wissen: Wie beeinflussen die Fahrzeugmaterialien samt der verschiedenen Lackschichten die elektromagnetischen Wellen? Wie wirken sich die verschiedenen Lackierverfahren aus?
Analysen…
Entsprechende Untersuchungen führt das Fraunhofer FHR für zahlreiche Kunden durch. Mit dem Messequipment lassen sich verschiedene Arten von Materialien professionell vermessen und charakterisieren – auch solche, die aus mehreren verschiedenen homogenen Schichten bestehen. Dazu werden zwei elektromagnetische Parameter bestimmt. Der eine Parameter ist die Dielektrizitätszahl, also eine Angabe dafür, wie das Material mit dem elektrischen Feld der Welle interagiert. Der zweite ist der Verlustfaktor, der beschreibt, welche Dämpfung die Welle bei der Interaktion mit dem Material erfährt.
…mit Messungenauigkeiten und Standardabweichungen
Und, dieser Punkt ist neu: Die Kunden sollen in Zukunft nicht nur die Messergebnisse wie bisher, sondern auch eine Angabe der Messungenauigkeiten erhalten – genauer gesagt die Verteilung der Messergebnisse sowie die Standardabweichung. Für die Kunden heißt das: Sie können die auftretende Messungenauigkeit genau einschätzen, die Ergebnisse werden für sie noch konkreter und aussagekräftiger als bisher. Sie sind sogar in der Lage, die verschiedenen Messungen von mehreren Laboren zu kombinieren, um die beste mögliche Abschätzung der Parameter eines Materials und ihrer Messunsicherheiten zu bekommen. Zudem wurden am Fraunhofer FHR Elemente in dem Messaufbau identifiziert, über die sich die Messgenauigkeit in einem weiteren Schritt weiter optimieren und reduzieren lässt.