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Licht spricht

Technologie

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17/01/2019
 

Licht dient heute nicht allein der Erleuchtung. Bei Fahrzeugen wird Licht zum intelligenten Assistenz- und Sicherheitssystem, das künftig mit Fußgängern kommuniziert und sogar virtuelle Zebrastreifen auf die Straße projizieren kann.


Es stürmt, Schneeregen peitscht gegen die Windschutzscheibe. Der Tag war grau, es dämmert früh am Nachmittag, ein Pendler fährt vorsichtig über die Landstraße gen Heimatort. In einem kleinen Ort mit trüber Straßenbeleuchtung ertönt plötzlich ein akustisches Warnsignal. Die Wärmebildkamera seines Pkw hat im Dunkel ein Objekt am Straßenrand identifiziert. Schlagartig wird ein Lichtstrahl in die Richtung gelenkt, zeitgleich erscheint die Szene auf dem Cockpit-Monitor – ohne Licht von der Fahrbahn zu nehmen. Der so gewarnte Fahrer des Autos erkennt sofort: Es handelt sich um Kinder, die offenbar die Straße überqueren wollen. Ein kurzer Blick in den Rückspiegel, die Fahrbahn ist frei, der Fahrer bremst ab und bringt das Auto zum Stehen. Nach einer Anweisung an das intelligente Lichtassistenzsystem projizieren die Scheinwerfer des Autos einen Zebrastreifen auf die Fahrbahn. Die Kinder nehmen sich an die Hände und überqueren sicher die dunkle Dorfstraße.

Die Testanlage im Lichtkompetenzcentrum von Volkswagen. Foto: Volkswagen

 

Eine fiktive Szene – doch sie könnte bald wahr werden. Denn während Beleuchtung am Auto früher hauptsächlich den Zweck erfüllte, möglichst viel Licht ins Dunkel zu bringen, wird es in Zukunft weit mehr Aufgaben übernehmen können. Licht wird zum mitentscheidenden Faktor für noch mehr Sicherheit im Straßenverkehr. Bei vielen Herstellern wird an vollkommen neuen Licht-Szenarien geforscht – und eine Möglichkeit ist tatsächlich, mittels der Scheinwerfer einen Zebrastreifen auf die Fahrbahn zu projizieren. „Dank der LED-Technologie bieten sich heute noch einmal mehr Funktionsmöglichkeiten“, sagt Ricardo Plöger, Leiter der Abteilung „Licht und Sicht“ bei Volkswagen. „Dabei ist nicht nur die Lichtquelle eine andere, sondern auch die Technologie, die sich dahinter verbirgt.“ Ein Licht, dass nicht nur stur geradeaus leuchtet, sondern mitdenkt – und lenkt. Zwischen den Sechs-Volt-Bilux-Leuchten eines alten VW Käfer und den heutigen LED-Szenarien liegen Welten. „Wir entwickeln heute intelligente Lichtlösungen, die sich jeder denkbaren Fahrsituation anpassen können und somit die Fahrt in der Dämmerung oder bei Dunkelheit noch sicherer machen“, ergänzt Mathias Thamm, Leiter Innovationen und Technologien der Abteilung „Licht und Sicht“ bei Volkswagen. Zwar sei der Sicherheitsaspekt traditionell wichtig beim Licht, doch durch neue technische Möglichkeiten ist nun eine neue Evolutionsstufe erreicht. „Das intelligente LED-Matrix-Lichtsystem erfasst bei Dunkelheit alle relevanten Details des Straßenbildes, also zum Beispiel ein Reh links am Straßenrand ebenso wie die Straße und ein darauf langsamer vorausfahrendes Fahrzeug und das Vorfahrtsschild rechts an der Straße,“ sagt Plöger. Das Licht wird zum Assistenzsystem und zum sicherheitsrelevanten Faktor.

Autos kommunizieren miteinander und warnen – auch mit Warnschild-Lichtprojektionen – andere Verkehrsteilnehmer. Foto: Osram Continental GmbH

 

Continental und Osram gründen Joint Venture

Auch bei Continental wird an der Zukunft moderner Lichtsysteme geforscht. Zusammen mit dem Beleuchtungsexperten Osram wurde mit dem Gemeinschaftsunternehmen Osram Continental GmbH ein Joint Venture ins Leben gerufen. Mit 1500 Mitarbeitern an sechzehn Standorten wird am intelligenten Licht geforscht. „Wir haben ein neues Unternehmen geschaffen, das die Zukunft automobilen Lichts neu denkt“, sagt Dirk Linzmeier, CEO von Osram Continental. Denn während das autonom fahrende Auto oder die Elektromobilität derzeit als Trend-Themen der Automobilbranche gehandelt werden, befindet sich auch der Markt für Kraftfahrzeugbeleuchtung in einer Umbruchphase. Und bei Osram Continental kommen Experten zweier Sparten zusammen, um „Beleuchtungsfunktionen für Fahrzeuge direkt aus einer Hand zu produzieren.“ Osram liefert die modernsten Lichttechnologien, Continental steuert Elektronik und Software bei. Die ersten Produkte, wie etwa die Smartrix-Module, die blendfreies Fernlicht oder dynamisches Abblendlicht ermöglichen, sind bereits entwickelt. Laserlicht mit 600 Metern Reichweite ist ebenfalls im Portfolio. Auch an zukünftigen Systemen, die das Projizieren von Hinweisen auf die Fahrbahn ermöglichen, wird beim neuen Joint Venture geforscht.

Continental und Osram haben ein gemeinsames Unternehmen gegründet, um neue Lichtlösungen zu entwickeln. Foto: Osram Continental GmbH

 

Dass Osram Continental den automobilen Zeitgeist trifft, zeigt sich allein an den Lichtsystemen, die in den neuen Modellen der Automobilhersteller präsentiert werden. "IntelliLux LED Matrix-Licht" heißt das etwa bei Opel. Die Funktionsweise ist simpel: Lässt das Auto die Stadtgrenzen hinter sich, wird automatisch der Fernlichtmodus aktiviert. Entgegenkommende Fahrzeuge werden als solche identifiziert und die Lichtkegel teilen sich so auf, dass das Auto aus dem erhellten Raum ausgeschnitten wird. So erhält man maximale Beleuchtung, ohne den Gegenverkehr zu blenden. Mit insgesamt sechzehn LED-Elementen können die Fernlichtstrahler bis zu 400 Meter blendfrei leuchten. Auch bei Ford wird im neuen Focus intelligentes Licht verbaut. Seit September 2018 fährt das Kompaktmodell ebenfalls mit einem blendfreien Fernlichtassistenten und kamerabasiertem Kurvenlicht durch die Nacht. Zum Einsatz kommt eine reichweitenstarke Frontkamera, um die vorausliegende Strecke zu berechnen. Dabei werden Fahrbahnmarkierungen und Verkehrsschilder erfasst und unter Berücksichtigung von Lenkeinschlag und Geschwindigkeit leuchtet das System die Abschnitte optimal aus. "Wir denken, dass Nachtfahrten nicht beschwerlicher sein sollten als Tagfahrten“, sagt Michael Koherr, Lighting Research Engineer bei Ford of Europe. „Unsere neuesten Licht-Technologien sind ein weiterer Schritt bei der Verwirklichung dieser Vision."

Opel hat ein intelligentes Fernlicht entwickelt, dass sich automatisch außerhalb von Ortschaften einschaltet und ebenso eigenständig entgegen kommenden Verkehr aus dem hellen Licht "ausschneidet", so dass niemand geblendet wird. Foto: Opel

 

Das Licht der Zukunft 

Bei Volkswagen wurde 2014 in Wolfsburg mit dem Licht-Kompetenzzentrum ein eigenes Lichtforschungsinstitut eröffnet. In einem hundert Meter langen Lichttunnel können zukünftige Lichtszenarien erforscht werden. Das erste dort entwickelte System ist mittlerweile im Einsatz, bei Volkswagen gilt es als nächster Meilenstein in der intelligenten Lichttechnologie. „Für das intelligente Lichtsystem des Touareg haben wir zwölf individuell steuerbare Lichtmodi entwickelt“, sagt Ricardo Plöger. „Diese einzelnen LED-Segmente werden automatisch angesteuert, ohne dass der Fahrer aktiv eingreifen müsste.“ Pro Scheinwerfer kommen beim Touareg achtzig schaltbare LEDs zum Einsatz. Ergänzt wird die Technologie durch die „Night Vision“-Funktion – und die kommt der obigen Zukunftsvision schon sehr nahe. „Mittels einer Infrarot-Kamera werden Personen in einem bestimmten Bereich vor dem Fahrzeug detektiert und im Cockpit-Monitor abgebildet“, sagt Plöger. „Durch einen gezielten Lichtstrahl wird also die Aufmerksamkeit des Fahrers, unterstützt durch ein akustisches Signal, auf bestimmte Objekte auf der Straße oder am Straßenrand gelenkt.“ Quasi als zweites Augenpaar sorgen die Scheinwerfer für noch höhere Sicherheit. Sie unterstützen den Fahrer nicht nur auf der Fahrbahn, sondern haben auch stets das gesamte Umfeld im Blick.

Intelligente Rückleuchten eines VW-Forschungsfahrzeugs projizieren Begrenzungslinien auf den Straßenbelag. Foto: Volkswagen

 

Zebrastreifen projiziert der Touareg noch nicht auf die Straße. Doch im Licht-Kompetenzzentrum kommen die Entwickler der Vision schon sehr nahe. „Wir werden aller Voraussicht nach autonom fahrende Fahrzeuge haben“, sagt Plöger. „Diese Fahrzeuge werden miteinander kommunizieren und Daten austauschen, und dabei wird das Licht sicher eine Rolle spielen.“ Denn wenn das autonom fahrende Auto Realität wird, fehlt im Verkehr etwas ganz Natürliches: die menschliche Kommunikation mit dem Umfeld. Neue Kommunikationswege müssen also her. Die Lösung: Micropixel-HD-Scheinwerfer. Bei der Technologie kommen mehrere tausend LEDs auf kleinem Raum zum Einsatz. Zum Vergleich: Beim neuen Touareg arbeiten pro Scheinwerfer rund 80 schaltbare LEDs. Mit den Micropixel-HD-Scheinwerfern wäre es also möglich, Symbole wie einen Zebrastreifen oder eine Warnung vor Wildwechsel auf die Straße zu projizieren.

 

An Forschungsfahrzeugen werden derartige Technologien in Wolfsburg bereits getestet, der „Optical Lane Assist“ ermöglicht es etwa, die Fahrzeugbreite auf die Fahrbahn zu projizieren, um das Fahrzeug an Engstellen sicher zu pilotieren. „Solche Funktionen müssen natürlich erprobt werden“, sagt Matthias Thamm. „Am Ende müssen wir, wenn wir mit Licht kommunizieren wollen, eine Sprache entwickeln, die weltweit verstanden wird.“ Möglich ist das, denn schon mit Einführung der Lichtsignalanlage – der Ampel – wurde 1925 die erste Lichtsprache global und erfolgreich im Straßenverkehr eingeführt. Und bei einem Blick ins Lichtkompetenzzentrum wird deutlich: Es ist sehr wahrscheinlich, dass dieses Licht-ABC aus rot, gelb und grün schon bald um einige Kommunikationszeichen erweitert wird.

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