Die Kamera – Das optische Auge des Fahrzeugs
Eine der wichtigsten Technologien moderner Fahrerassistenzsysteme ist die Frontkamera.
Sie befindet sich bei vielen Fahrzeugen hinter der Windschutzscheibe im Bereich des Innenspiegels und beobachtet permanent die Straße.
Mit Hilfe komplexer Bildverarbeitung erkennt das System Fahrbahnmarkierungen, Verkehrszeichen, Fahrzeuge, Fußgänger und andere Objekte.
Die Kamera arbeitet dabei ähnlich wie das menschliche Auge.
Sie benötigt eine möglichst klare und optisch einwandfreie Sicht.
Genau deshalb spielt die Qualität der Windschutzscheibe eine entscheidende Rolle.
Bereits optische Verzerrungen, eine falsche Glasgeometrie oder eine ungeeignete Beschichtung im Kamerabereich können die Qualität der aufgenommenen Bilder beeinflussen.
Warum die Windschutzscheibe Teil des Kamerasystems ist
Die Kamera blickt nicht einfach durch irgendeine Glasscheibe.
Fahrzeughersteller entwickeln das gesamte System aus Kamera, Windschutzscheibe, Halterung und Software als exakt aufeinander abgestimmte Einheit.
Position und Winkel der Kamera sind präzise definiert.
Auch die optischen Eigenschaften des Glases vor dem Kameramodul müssen innerhalb bestimmter Toleranzen liegen.
Deshalb kann eine äußerlich passende Windschutzscheibe technisch trotzdem die falsche sein.
Bei modernen Fahrzeugen muss die Ersatzscheibe exakt zur vorhandenen Ausstattung passen.
Das ist einer der Gründe, warum beim professionellen Windschutzscheibentausch die Fahrzeugidentifikationsnummer und die technische Ausstattung des Fahrzeugs eine immer größere Rolle spielen.
Radar funktioniert völlig anders
Radar benötigt im Gegensatz zur Kamera keine sichtbaren Bilder.
Das System sendet elektromagnetische Wellen aus und analysiert deren Reflexion.
Dadurch lassen sich Entfernung und Relativgeschwindigkeit anderer Fahrzeuge sehr präzise bestimmen.
Radarsensoren befinden sich deshalb häufig im Kühlergrill, hinter Stoßfängern oder hinter Herstelleremblemen.
Die klassische Windschutzscheibe spielt für diese außen montierten Radarsysteme meist keine direkte optische Rolle.
Dennoch arbeiten Radar und Frontkamera in vielen modernen Fahrzeugen eng zusammen.
Die Kamera erkennt beispielsweise, um welches Objekt es sich handelt, während Radar gleichzeitig dessen Entfernung und Geschwindigkeit bestimmt.
Erst die Kombination verschiedener Sensorinformationen ermöglicht besonders zuverlässige Fahrerassistenzfunktionen.
LiDAR – Wenn das Fahrzeug seine Umgebung mit Laserlicht vermisst
Eine weitere Technologie gewinnt insbesondere bei hochautomatisierten Fahrzeugen zunehmend an Bedeutung: LiDAR.
Der Begriff steht für „Light Detection and Ranging“.
LiDAR-Systeme senden Laserimpulse aus und messen, wie lange das reflektierte Licht benötigt, um zum Sensor zurückzukehren.
Aus Millionen solcher Messpunkte kann innerhalb kürzester Zeit ein hochpräzises dreidimensionales Bild der Fahrzeugumgebung entstehen.
Das Fahrzeug erkennt dadurch nicht nur, dass sich ein Objekt vor ihm befindet, sondern kann auch dessen Form und Position sehr genau bestimmen.
Je nach Fahrzeugkonzept befinden sich LiDAR-Sensoren im Dachbereich, im Kühlergrill oder integriert in andere Karosserieelemente.
Bei zukünftigen Fahrzeuggenerationen können auch Bereiche der Fahrzeugverglasung für solche optischen Sensorlösungen zunehmend relevant werden.
Warum Sensorfusion immer wichtiger wird
Keine einzelne Sensortechnologie ist unter allen Bedingungen perfekt.
Eine Kamera kann Verkehrszeichen und Fahrbahnmarkierungen hervorragend erkennen, ist jedoch von Sichtverhältnissen abhängig.
Radar arbeitet auch bei Dunkelheit und ungünstigem Wetter sehr zuverlässig und kann Geschwindigkeiten hervorragend messen.
LiDAR wiederum liefert äußerst präzise räumliche Informationen.
Moderne Fahrzeuge kombinieren deshalb die Daten mehrerer Systeme.
Dieses Prinzip nennt man Sensorfusion.
Die Software vergleicht die Informationen von Kamera, Radar und teilweise LiDAR und erzeugt daraus ein möglichst zuverlässiges Gesamtbild der Fahrzeugumgebung.
Je mehr Verantwortung Fahrerassistenzsysteme übernehmen, desto wichtiger wird die Genauigkeit jedes einzelnen Sensors.
Warum nach einem Windschutzscheibentausch kalibriert werden muss
Wird eine Windschutzscheibe ausgebaut, verändert sich zwangsläufig die Bezugssituation der daran befestigten Frontkamera.
Selbst wenn die neue Scheibe perfekt eingesetzt wird, können minimale Abweichungen entstehen.
Schon eine sehr kleine Winkelabweichung kann auf größere Entfernung einen deutlich veränderten Erfassungsbereich verursachen.
Deshalb schreiben Fahrzeughersteller bei vielen Modellen nach einem Windschutzscheibentausch eine Kamerakalibrierung vor.
Dabei wird überprüft, ob die Kamera exakt in der vorgesehenen Position arbeitet und ihre Messwerte mit der tatsächlichen Fahrzeuggeometrie übereinstimmen.
Je nach Fahrzeug erfolgt die Kalibrierung statisch mit speziellen Kalibriertafeln, dynamisch während einer definierten Fahrt oder durch eine Kombination beider Verfahren.
Originalmarkenqualität wird mit ADAS noch wichtiger
Bei einer älteren Windschutzscheibe waren geringfügige optische Unterschiede für den Fahrer möglicherweise kaum wahrnehmbar.
Moderne Kamerasysteme stellen jedoch deutlich höhere Anforderungen.
Glaskrümmung, Transparenz, Beschichtungen und der Kamerabereich müssen exakt zur Fahrzeugausstattung passen.
Deshalb setzen professionelle Autoglas-Fachbetriebe bei modernen Fahrzeugen auf Windschutzscheiben in Originalmarkenqualität.
Entscheidend ist nicht allein ein Logo auf dem Glas.
Wichtig ist, dass die Scheibe nach den erforderlichen technischen Spezifikationen gefertigt wurde und exakt zur jeweiligen Fahrzeugvariante passt.
Erst das Zusammenspiel aus hochwertiger Windschutzscheibe, fachgerechter Montage und präziser Kalibrierung ermöglicht die zuverlässige Funktion moderner Fahrerassistenzsysteme.
Die Anforderungen werden weiter steigen
Die Entwicklung steht erst am Anfang.
Mit zunehmender Automatisierung werden Fahrzeuge immer mehr Informationen über ihre Umgebung erfassen müssen.
Hochauflösende Kameras, Radar der nächsten Generation, LiDAR und weitere Sensoren werden ihre Daten miteinander kombinieren.
Damit steigen auch die Anforderungen an sämtliche Bauteile, die sich im Sicht- oder Messbereich dieser Systeme befinden.
Die Windschutzscheibe entwickelt sich deshalb immer stärker von einer passiven Schutzscheibe zu einem funktionalen Bestandteil der elektronischen Fahrzeugarchitektur.
Für den Fahrer bleibt sie transparent.
Für die Technik dahinter wird sie jedoch immer wichtiger.
Fazit
Kamera, Radar und LiDAR betrachten die Fahrzeugumgebung auf völlig unterschiedliche Weise.
Die Kamera analysiert sichtbare Bilder, Radar misst mit elektromagnetischen Wellen Entfernung und Geschwindigkeit und LiDAR erstellt mit Laserimpulsen präzise dreidimensionale Umgebungsinformationen.
Erst durch die Kombination dieser Technologien entsteht das umfassende Bild, das moderne Fahrerassistenzsysteme benötigen.
Für die Windschutzscheibe ist insbesondere die Frontkamera entscheidend, da sie direkt durch das Glas arbeitet.
Deshalb sind eine technisch passende Windschutzscheibe in Originalmarkenqualität, eine fachgerechte Montage und – wenn vom Fahrzeughersteller vorgesehen – eine präzise Kamerakalibrierung heute unverzichtbare Bestandteile eines professionellen Windschutzscheibentauschs.
Mehr erfahren: Windschutzscheibentausch, kamerakalibrierung der Fahrerassistenzsysteme
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