'Toter Winkel' bald ausgeleuchtet

Eine kleine 3-D-CMOS-Kamera des Fraunhofer IMS eignet sich für die Überwachung des toten Winkels beim Auto ebenso wie für die Zugangskontrolle bei Gebäuden. Herzstück der Kamera ist ein Hochleistungs-Lichtsensor.

Das Gerät sendet in schneller Folge kurze, für das menschliche Auge unsichtbare Laserblitze aus. Aus den reflektierten Lichtsignalen ermittelt die Kamera die Entfernung eines Objekts und dessen dreidimensionale Gestalt. Lichtstrahlen, die vorstehende Bereiche treffen, kehren früher zurück als jene, die tiefer liegende Areale erreichen.

Die neuartige Kamera soll künftig den toten Winkel beim Auto überwachen. Sie ermittelt die Entfernung und drei-dimensionale Gestalt eines Objekts. Abb.: Fraunhofer IMS
Die neuartige Kamera soll künftig den toten Winkel beim Auto überwachen. Sie ermittelt die Entfernung und drei-dimensionale Gestalt eines Objekts. Abb.: Fraunhofer IMS
Foto: xyz xyz

Eine Feinsteuerung der Kamerablende trennt diese Lichtsignale voneinander und verrechnet sie anschließend zum 3-D-Bild. Die Beobachtung des Verkehrs aus dem „toten Winkel“ ist nur ein Anwendungsszenario. Auch für Roboterarbeitsplätze oder die Zugangsüberwachung bei Gebäuden lasse sich das Kamerasystem einsetzen, so das Fraunhofer IMS.

Ziel der Forscher war es, ein kostengünstiges Gerät aus Standardbauteilen zu entwickeln. Bei der Kameraoptik und den Laserdioden werden beispielsweise handelsübliche Komponenten verwendet. Herzstück der Kamera ist der von den Forschern selbst entwickelte CMOS-Chip, der Lichtsignale in elektrische Impulse wandelt. Der Chip lässt sich in einem Standardprozess kostengünstig herstellen.

„Die Herausforderung bestand darin, einen Chip zu kreieren, der die Lichtsignale in jeder Situation zuverlässig interpretiert“, sagt Projektleiter Werner Brockherde. „Störendes Hintergrundlicht beispielsweise rechnet die Elektronik heraus, indem für eine Millionstel Sekunde die Blende geöffnet und das natürliche Umgebungslicht gemessen wird.“ Je nachdem, wie weit ein Objekt entfernt ist, trifft mehr oder weniger reflektiertes Licht in die Kamera. Der CMOS-Chip muss folglich sehr helle und auch dunkle Bilder verwerten können. Die Forscher realisierten diese hohe Dynamik durch spezielle Algorithmen.

Brockherde ist sicher, dass die Kamera in etwa fünf Jahren in ersten Automobil-Anwendungen auf den Markt kommt, etwa als Alternative zum relativ teueren Nahbereichsradar oder zur Überwachung des toten Winkels. Die Kamera ist auf der Messe VISION 2007 in Stuttgart (6. bis 8. 11.) zu sehen (Halle 4, Stand C56). (dsc)

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