Fahrerassistenzsysteme und gänzlich autonome Fahrzeuge nutzen zur Messung von Entfernungen und zum Erkennen von Hindernissen heute meist sogenannte Solid-State-LIDAR-Systeme: Die Abkürzung LIDAR steht für „light detection and ranging“ und ist eine dem Radar verwandte Methode zur optischen Abstands- und Geschwindigkeitsmessung sowie zur Fernmessung atmosphärischer Parameter. Statt der Radiowellen wie beim Radar werden Laserstrahlen verwendet.
Um der Automobilindustrie solche Systeme schon bald kostengünstig zur Verfügung stellen zu können, hat das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen eine Anlage zur automatisierten Montage von Solid-State-LIDAR-Systemen entwickelt. Der Prototyp wurde dazu in eine Basismaschine des Projektpartners Aixemtec GmbH integriert und zusammen mit der Ibeo Automotive Systems GmbH, weltweiter Technologieführer für LIDAR-Sensoren, in Betrieb genommen.
Mikrometergenaue Ausrichtung der optischen Komponenten
Die Anlage besteht aus dem Montagesystem, das in die Basismaschine von Aixemtec integriert wurde, und ist nun in der Lage, ein optisches System aus zwei Objektiven, einer Laser-Lichtquelle und einem Sensor hochgenau zueinander auszurichten. Ein individuell entwickeltes passives Montagesystem auf Basis des 3D-Manipulators „Commander 6“ statteten die Aachener Forscher dazu mit neu entwickelter Messtechnik aus, um die Ausrichtung der montierten Linsen und Chips zueinander während des laufenden Montageprozesses zu prüfen. Die besondere Herausforderung war es dabei, die optischen Elemente mikrometergenau zueinander auszurichten und zu verbinden.
Montageanlage innerhalb von nur sechs Monaten in Betrieb genommen
Die Entwicklung und den Aufbau der Anlage für Ibeo bewältigten das Fraunhofer IPT und Aixemtec innerhalb von nur sechs Monaten nach Projektstart. Durch den Einsatz von Standardkomponenten aus dem Portfolio der Partner bereitet sich Ibeo nun vor, erste Kleinserien ihrer neuen LIDAR-Systeme an Entwickler und Kunden auszuliefern. Der Prototyp der Anlage ist so flexibel konstruiert, dass sich auch vergleichbare ähnliche Aufgaben damit umsetzen lassen, beispielsweise für Kameras oder andere abbildende oder projizierende optische Systeme.
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