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Kollisionsvermeidung mit Radar

Kollisionsschutz: Unfälle vermeiden mit Radarsensoren

Erfahren Sie mehr über Kollisionsvermeidung & Sensoren zur Hinderniserkennung

Systeme zur Kollisionsvermeidung (Collision Avoidance) findet man nicht nur in PKWs in Form von Abstandswarnsystemen, Spurwechsel- und Notbremsassistenten. Auch LKWs, Traktoren, Baufahrzeuge, Krane, Roboter und Dronen sind auf zuverlässige Sensoren zur Kollisionswarnung angewiesen, um Schäden und Unfälle durch Kollisionen mit Personen oder Hindernissen zu vermeiden. Dabei ist Radar besonders gut zum Kollisionsschutz geeignet. Der Grund: Die wetterunbhängigen Radarsensoren detektieren Hindernisse auch bei Regen oder Schnee, Wind, schlechter Sicht, extremen Temperaturen, Wasserdampf, Nebel oder Dreck.

Wie Kollisionsschutz funktioniert

Systeme zur Kollisionsvermeidung erkennen gefährliche Situationen, bevor es zum Unfall kommt

Kollisionsschutz für LKWs und PKWs

Was ist ein Kollisionsvermeidungssystem?

Ein System zur Kollisionsvermeidung (Collision Avoidance) oder Kollisionswarnung ist eine Sicherheitseinrichtung für verschiedene Arten von Fahrzeugen, Flugzeugen oder Schiffen. Es soll Unfälle verhindern, indem es auf kritische Situationen hinweist oder in die Navigation eingreift, bevor es zur Kollision kommt. Systeme für Kollisionsschutz und Hinderniserkennung kommen in PKWs, LKWs, Traktoren, Baufahrzeugen, mobilen Robotern, Flugzeugen oder Dronen zum Einsatz.

Diese Sensoren setzt man zum Kollisionsschutz ein

Zum Kollisionsschutz kommen unterschiedliche Sensoren und Technologien zum Einsatz. Hierzu gehören nicht nur Laser (LIDAR), Ultraschall- und Radarsensoren, sondern auch Beschleunigungssensoren, Kameras, und Navigationssysteme (SLAM, GPS). Sie generieren wichtige Daten, die Aufschluss über potenzielle Hindernisse geben. Zudem erfassen sie die Position und Bewegungsrichtung des Fahrzeugs. Diese Informationen werden dann zur Kollisionsvermeidung weiterverarbeitet, damit das System einschreiten kann, falls eine Kollision droht.

So funktioniert ein "Collision Avoidance System"

Wie funktionieren also Systeme zur Kollisionswarnung? Sind kritische Situation mit Unfallpotenziall detektiert, so wird das Kollisionsvermeidungssystem auf zwei verschiedene Weisen aktiv: Erstens kann es das Fahrpersonal bzw. die Aufsichtsperson über eine Warnmeldung (Alarmton, blinkendes Licht, vibrierendes Lenkrad) auf eine Gefahr aufmerksam machen. Zweitens kann das System direkt eingreifen, indem es zum Beispiel das Fahrzeug automatisch abbremst oder den Fahrzeugkurs ändert, um einem Hindernis auszuweichen. Falls notwendig, kann das Kollisionsschutzsystem hierzu die Aktionen der Fahrpersonals aufheben.

Radarsensoren zur Kollisionsvermeidung

Kollisionsschutz-Radare sind äußerst zuverlässig und detektieren Hindernisse auch bei schlechter Sicht

Kollisionsvermeidung mit Radar: Funktionsweise

Für den radarbasierten Kollisionsschutz setzt man in der Regel FMCW-Radarsensoren ein. Diese erfassen zur Hinderniserkennung über eine Abstandsmessung die Position von statischen oder bewegten Objekten in der Radarkeule. Wenn der Radarsensor ein Hindernis innerhalb von definierten Abstandswerte detektiert, aktiviert er einen mehrstufigen Sicherheitsprozess. Fahrzeugen mit radarbasierter Kollisionsvermeidung (Collision Avoidance) haben meist mindestens zwei über Schwellenwerte definierte Sicherheitszonen: die Warn- und die Schutzzone.

Befindet sich ein Hindernis in der Warnzone, muss das Fahrzeug seine Geschwindigkeit reduzieren, um rechtzeitig stoppen zu können. Detektiert der Radarsensor ein Hindernis in der Schutzzone, muss das Fahrzeug sofort zum Stillstand kommen, um eine Kollision sicher zu verhindern. Dies geschieht entweder automatisiert oder über eine Warnmeldung an das Fahrpersonal.

Kollisionsschutz-Sensoren: Vorteile von Radar

Im Vergleich zu anderen Sensoren zur Kollisionsvermeidung wie z. B. Laser (Lidar), Ultraschall, Visionsysteme (Kameras) haben Radarsensoren einige Vorteile, wenn es darum geht, kollisionsbedingte Unfälle zu vermeiden. Beim Radarsensor liegt die Wellenlänge beispielsweise deutlich höher als beim Laser- oder Lidar-Sensor, so dass z. B. feine Staubpartikel oder Wasserdampf das Radarsignal nicht stören. Deshalb detektieren Radarsensoren Hindernisse selbst in erschwerten Bedingungen mit Dreck, Staub, Regen, Schnee, Dampf oder Rauch.

Zudem ist bei Radarsensoren im Unterschied zu Ultraschallsensoren die Ausbreitungsgeschwindigkeit nicht von Temperatur, Druck oder Feuchtigkeit abhängig. Das macht verlässliche Messungen zur Kollisionswarnung auch in widrigen Umgebungen und im Außenbereich möglich. Auch Dreck auf der Linse beeinflusst den Radar-Kollisionsschutz nicht. Darüber hinaus gibt es beim Radarsensor im Vergleich zu Lidar-Sensoren oder Visionsystemen weder bewegte Teile noch sensible Optiken. Daher ist Radartechnik deutlich wartungsärmer und robuster.

Vergleich von Anti-Kollisionssensoren

In der folgenden Grafik finden Sie einen Vergleich der unterschiedlichen Leistungen verschiedener Sensortechnologien – Visionsystem, Ultraschallsensor, Lasersensor und Radarsensor – zur Kollisionsvermeidung und Hinderniserkennung:

Kollisionsvermeidung

Radar

Ultraschall

Laser

Vision

Hinderniserfassung bei Dreck, Rauch, Nebel, Regen, Schnee


Robustheit gegen Vibrationen, extreme Temperaturen, schwierige Lichtverhältnisse, Feuchtigkeit


Weiter Detektionsbereich

Anschaffungskosten

Wartungsarmer Sensor

Wo man Radarsensoren zur Kollisionsvermeidung einsetzt

Radarssensoren werden in vielen Branchen zum Kollisionsschutz und zur Hinderniserkennung eingesetzt

Radar zur Kollisionswarnung im Automotive-Sektor

Radarsensoren werden mittlerweile in vielen Branchen und Anwendungen zur Kollisionsvermeidung (Collision Avoidance) eingesetzt, um Unfälle zu verhindern, ungeplante Stillstandzeiten zu unterbinden und mehr Produktivität zu erreichen. Besonders im Automotive-Sektor spielen Radarsensoren ein wichtige Rolle: Sie finden Verwendung als Einparkhilfen, für Abstandswarnsysteme, zur Adaptiven Geschwindigkeitsregelung sowie als Alarmsysteme bei Querverkehr.

Dabei findet man Radarsensoren nicht nur in PKWs: Auch in LKWs hat sich Radartechnologie inzwischen etabliert - zum Beispiel zum Kollisionsschutz beim Einparken und Rangieren von LKWs an der Laderampe oder in Parkbuchten. Hier können radarbaiserte Anti-Kollisionssensoren Schäden und schwere Personenunfälle sicher verhindern.

LKW-Kollisionswarnung an der Laderampe
LKW-Kollisionswarnung an der Laderampe

Kollisionsvermeidung in Transport & Logistik

Auch im Transportwesen helfen Radarsensoren, Unfälle zu vermeiden und Produktionsausfälle zu verhindern - z. B. beim Betrieb von Brücken- oder Portalkranen. Hier erfasst der Radarsensor zum Kollisionsschutz den Abstand zwischen zwei Brückenkranen auf der Kranbahn. Um Kollisionen zu verhindern, wird die Krangeschwindigkeit in definierten Abstandszonen sukzessive bis zum Nothalt in der Schutzzone reduziert.

Kollisionsvermeidung für Krane mit Radarsensoren
Kollisionsvermeidung für Krane mit Radarsensoren

Kollisionsschutz im Bergbau

Im Bergbau gefährden Kollisionen von Minenfahrzeugen und großen mobilen Maschinen den reibungslosen Bergbaubetrieb. Radarsensoren erfassen Hindernisse von Muldenkippern, Radladern oder Bohrgeräten selbst in widrigen Bedingungen und verhindern Kollisionen und schwere Personenunfälle.

Kollisionsschutz im Bergbau mit Radarsensoren
Kollisionsschutz im Bergbau mit Radarsensoren

Kollisionsvermeidung in der Landwirtschaft

Die anspruchsvollen Bedingungen der  Landwirtschaft  mit schlechten Sichtverhältnissen, Staub, Dampf, Rauch, Regen oder Vibrationen erfordern sehr verlässliche Sensorlösungen zum Kollisionsschutz. Radarsensoren finden nicht nur Einsatz in der Kollisionsvermeidung von Traktoren, sondern auch zur Hinderniserkennung und sicheren Positionierung von Mist-oder Stallrobotern in der Viehzucht.

Hinderniserkennung von Stallrobotern
Hinderniserkennung von Stallrobotern

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