Augen unter die Strasse!

Spektrum der Wissenschaft

17.3.2020

Schnee und starker Regen stören die Sensoren autonomer Autos. Um trotzdem noch zu wissen, wo sich ein Fahrzeug befindet, blicken Forscher jetzt tief unter den Straßenbelag.

Normalerweise verraten GPS, Kameras und Laserscanner den autonomen Autos, wo sie sich befinden. Insbesondere die beiden Letzten sind jedoch witterungsanfällig: Schneetreiben oder starker Regen machen die Sensoren blind für die Umgebung, auch eine Schneedecke auf der Straße oder durchnässter Belag erschweren es dem Fahrzeug zu erkennen, wo die Fahrbahn endet und der Graben beginnt.

In solchen Fällen könnte ein ergänzender Sensor zum Einsatz kommen, der mehrere Meter tief unter die Straße blickt: ein Bodenradar, das jetzt Wissenschaftler um Teddy Ort vom Massachusetts Institute of Technology erforschen. Das Gerät soll während der Fahrt seine Messdaten mit zuvor erstellten Karten des Untergrunds abgleichen und dadurch die Position des Autos ermitteln.

Eine solche Methode hätte, neben ihrer Unempfindlichkeit gegenüber schwerem Wetter, noch weitere Vorteile, schreiben die Wissenschaftler in einer Pressemitteilung des Computer Science and Artificial intelligence Labs (CSAIL) am MIT. Karten des Untergrunds würden lange ihre Gültigkeit behalten und verlangten nach wenig Speicher. Ein Nachteil ist, dass sie erst eigens erstellt werden müssen. Zudem gerate das System bislang in Schwierigkeiten, wenn es mehr als eine Fahrspur gebe.

Außerdem existieren noch keine miniaturisierten Bodenradargeräte, die sich für den Einsatz im selbstfahrenden Auto eignen. Die Wissenschaftler experimentierten mit einem ausladenden Prototypen, den sie an das Heck ihres Versuchsfahrzeugs montierten. Eine Schneedecke auf der Landstraße reduzierte die Genauigkeit der Positionsangabe um gut zweieinhalb Zentimeter, Regen dagegen um 14 Zentimeter. Offenbar stört Wasser, das in die oberen Bodenschichten eindringt, den Abgleich mit den Kartendaten. Immerhin hätten sie bei ihren sechs Monate andauernden Tests nicht ein Mal ins Lenkrad greifen müssen, schreibt das CSAIL. Die Ergebnisse werden demnächst im Fachblatt IEEE Robotics and Automation Letters erscheinen.

Bodenradar hat jetzt schon eine Vielzahl von Anwendungen. Es kommt beispielsweise bei der Untersuchung von Baugrund zum Einsatz, zur Minensuche, aber auch in der Archäologie.

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