Radar und Mikrocontroller Den Innenraum von Fahrzeugen überwachen

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Mit einem Radarsensor für 24 und 60 GHz und einer speziellen Mikrocontroller-Familie von Infineon lassen sich Anwendungen entwickeln, um den Fahrzeuginnenraum zu überwachen. Zwei Partnerschaften zeigen, was entstanden ist.

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Radarsystem: Die Sicherheit der Insassen wird mit In-Cabin-Monitoring-Systemen überwacht.
Radarsystem: Die Sicherheit der Insassen wird mit In-Cabin-Monitoring-Systemen überwacht.
(Bild: Infineon)

Ab dem Jahr 2022 schreibt die Europäische Kommission und die Euro-NCAP-Normen ein sogenanntes Fahrerüberwachungssystem (DMS = Driver Monitoring Systems) vor. Vorschrift ist bereits ein System, um die Hand am Lenkrad zu erkennen) Hands on Detection = HoD). In den USA sind außerdem Systeme verpflichtend, die Kinder im Fahrzeug erkennen. Sie alle gehören zu den In-Cabin-Monitoring-Systeme (ICMS) und verfolgen das Ziel, die Sicherheit der Insassen in einem Fahrzeug zu erhöhen. Denn wenn das Auto Fahrer und Mitfahrer erkennt, erhöht das die Sicherheit. Dabei ist insbesondere Radar eine vielversprechende Technik, um die Funktionen zu realisieren. Es lassen sich kleinste Bewegungen und Vitalzeichen zuverlässig erfassen.

Für das In-Car-Monitoring bietet Infineon Radarsensoren, Power-Management-IC und Mikrocontroller. Mit ihnen lässt sich eine ultra-breitbandige, energie- und kosteneffiziente Architektur aufbauen. Die verschiedenen Bauteile unterstützen den Einsatz neuer Signalverarbeitungstechniken. Sie sind robust und sind ein Kompromiss zwischen Rechenaufwand, Informationsgrad sowie der Leistungsaufnahme des Systems.

Der Radarsensor mit mehreren Sende-/Empfangsbauteilen

Der Radarsensor aus der Serie Xensiv mit der Bezeichnung BGT60ATR24C ist eine kognitive Sensing-Lösung mit mehreren Sende-/Empfangsbauteilen für virtuelle Array-Konfigurationen und erzeugt schnelle Modulationen. Außerdem lässt sich der Power-Mode des Radarsensors automatisch konfigurieren und er bietet vereinfachte Schnittstellen zwischen HF- und Verarbeitungsseite.

Bei der Mikrocontroller-Familie AURIX TC3xx handelt es sich um ein 32-Bit-System. Sie unterstützen unter anderem 16 MByte Flash und bis zu 6,6 MByte SRAM sowie 1 GBit Ethernet. An Sicherheit bieten sie ASIL-D und sie unterstützen AUTOSAR 4.2. Weiterhin integriert die Familie eine schnelle Radar-Signalverarbeitungseinheit und verbessert die Sicherheit durch das Hardware-Sicherheitsmodul (HSM) der zweiten Generation (ECC256 und SHA2). Dieses beinhaltet asymmetrische Kryptographie-Beschleuniger und volle EVITA-Unterstützung.

In-Cabin-Monitoring am Beispiel

Infineon hat zusammen mit zwei Unternehmen bereits konkrete Produkte für ICMS auf Basis von 60 GHz entwickelt: Das südkoreanische Start-up-Unternehmen Bitsensing bietet das Board MOD620. Es erkennt die Anwesenheit und den Standort von Insassen im Auto. Außerdem erkennt es in Echtzeit zurückgelassene Kinder im Fahrzeug, selbst wenn die Bordelektronik heruntergefahren und das Auto verriegelt ist.

Die beiden Radar-basierten Systeme CabineCare und BabyCare des israelischen Start-up Caaresys nutzen Algorithmen und Signalverarbeitung mit dem Radarsensor Xensiv mit 24 und 60 GHz. Die Entwickler des Unternehmens haben aus Radarsensor und MCU ein System zur kontaktlosen Überwachung der Vitalparameter von Insassen entwickelt.

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