Dan, Pionierin für Anwendungen mit Millimeterwellenradar in modernen Fahrerassistenzsystemen, hat eine Vision für die Zukunft der Sensortechnik

10 Jan. 2022
 

Unsere Innovatoren entwickeln Algorithmen, die den Weg für neue Anwendungen mit TI‑Millimeterradar (mmWave) bereiten. Damit können Ingenieure preiswerte Sensortechnik in den unterschiedlichsten Bereichen realisieren – von Fahrzeugen über Fabriken bis hin zum Smart Home –, um die Welt sicherer zu machen. Erfahren Sie mehr über die preiswerten Möglichkeiten der Radar- und CMOS‑Technik in unserem Blogbeitrag Vision: Possible.

In ihrem ersten Job nach dem Universitätsabschluss arbeitete Dan Wang mit einem Team aus TI‑Innovatoren, das die Tech-Welt noch überraschen sollte.

Das Team hatte eine große Herausforderung angenommen: die Entwicklung des ersten Millimeter-Wave (mmWave) Radarsystems auf einem Chip mit CMOS‑Analogdesign (complementary metal-oxide-semiconductor). Das Ziel: teure Radarerkennungsfunktionen in einer Technik bereitzustellen, die so preiswert war, dass sie sich problemlos in einem Fahrzeug der 20 000-Euro-Klasse integrieren ließ.

 

Damals hatte noch niemand auf der Welt ein derartiges System gebaut. Aber Dan und ihr Team bereiteten sich darauf vor, einen großen Fahrzeughersteller mit einer Präsentation davon zu überzeugen, wie die Technik die Sicherheit von Fahrzeugen verbessern könnte. Die Radartechnik, ungefähr auf die Größe einer Münze geschrumpft, lieferte eine ausreichende Präzision, um Fahrzeugen das Erkennen des Fahrbahnzustands zu ermöglichen und zur Vermeidung von Zusammenstößen beizutragen.

„Dies war eine sehr revolutionäre, bahnbrechende Technik“, sagte Dan. „Mit der CMOS‑Technik konnten wir den Integrationsgrad des Radarsensors erheblich erhöhen und die Kosten drastisch senken. Ich erinnere mich, wie gespannt wir waren, als wir zum ersten Mal ein Fahrzeug mit acht kleinen Testsensoren ausrüsteten und sahen, wie sie eine dreidimensionale 360‑Grad-Ansicht der Umgebung erzeugten.“

Auch heute noch zeigt sie Ingenieuren neue Möglichkeiten für die Technik auf und unterstützt sie dabei, die Zukunft zu gestalten. Sie ist Pionierin im Bereich kaskadierter mmWave-Sensoren – hochauflösender Bildsensoren, mit denen Fahrzeuge weit entfernte Objekte klarer erkennen können. Und sie arbeitet leidenschaftlich an der Entwicklung von Algorithmen für neue mmWave-Anwendungen.

„Ich sehe in mmWave auch ein gewaltiges Potenzial zur Verbesserung der Sicherheit in Fabriken, Gebäuden, Privatwohnungen und im Alltag der Menschen“, sagte sie. „Ich denke, es ist erst der Anfang.“

Sicherheit innerhalb und außerhalb des Fahrzeugs

Dan ist dafür zuständig, die mathematischen Grundlagen für unsere Kunden zu schaffen.

Mit ihren Algorithmen hilft sie Ingenieuren, die Möglichkeiten unserer Technik bestmöglich auszuschöpfen. Gleichzeitig nutzt sie das Feedback zur Konzeption der nächsten Generation von Bausteinen. Ein Beispiel dafür ist das „kaskadierte Radar“ von TI, das mehrere synchronisierte Bausteine nutzt, um Daten als eine Einheit zu verarbeiten. Diese Technik kann andere Fahrzeuge in über 300 Metern Entfernung nicht nur erkennen, sondern auch feststellen, ob zwei benachbarte Fahrzeuge sehr dicht aufeinander auffahren, und den Fahrer alarmieren, damit dieser entsprechend handelt.

Da mmWave noch eine vergleichsweise neue Technik ist, verläuft für Dan jeder Tag anders. Ihr Team arbeitet ständig an der Entwicklung von Algorithmen für neue Anwendungen, die zur Verbesserung der Sicherheit sowohl innerhalb als auch außerhalb des Fahrzeugs beitragen können.

„Anfangs war das Anwendungspotenzial für mmWave in modernen Fahrerassistenzsystemen sehr klar. Wir wussten aber, dass es noch viele andere Anwendungen zu erkunden gab“, sagte sie. „Wir beschäftigen uns mit Anwendungen sowohl in der Industrie als auch in Fahrzeuginnenräumen. Beide eröffnen ein großes Potenzial für mmWave-Sensoren.“

Im Fahrzeug können mmWave-Sensoren die Sicherheit verbessern, indem sie Eltern an das Sichern ihres Kindes auf dem Rücksitz oder Mitfahrer an das Anlegen des Sicherheitsgurtes erinnern, die Aufmerksamkeit und Vitalwerte des Fahrers überwachen und die Bedienung von Fahrzeugsystemen nur über Gesten ermöglichen.

Dieselben Funktionen lassen sich auch zur Verbesserung der Sicherheit in Privatwohnungen nutzen – beispielsweise durch Benachrichtigen eines Familienmitglieds, wenn ein betagtes Elternteil stürzt. In einer Fabrik ermöglichen sie zum Beispiel das sichere Zusammenarbeiten von Robotern und Menschen. Diese Funktionen sind neu und entwickeln sich weiter. Dan schätzt, dass der nächste Trend die Weiterentwicklung hin zu kleineren, intelligenteren Sensoren, die maschinelles Lernen zur besseren Klassifizierung von Objekten und Informationen nutzen gehen wird.

„Wir haben eine Vision für die Zukunft der Radartechnik und ihres Potenzials für mehr Märkte, die von preiswerten, leistungsfähigen Sensoren profitieren können“, sagte sie. „In zwanzig Jahren werden sie die wichtigsten Sensoren sein, die wir überall antreffen.“

Aus Leidenschaft für eine bessere Welt

Die Suche nach neuen Anwendungen für TI‑mmWave-Radartechnik – in Fahrzeugen, Fabriken und Wohnungen – ist ein weiteres Beispiel dafür, wie TI‑Innovatoren die Leidenschaft unseres Unternehmens leben, eine bessere Welt zu schaffen, indem sie Elektronik durch Halbleiter preiswerter machen. Wir erreichen unser Ziel durch jahrelange Erfahrung – mit jeder Generation bahnbrechender und zukunftsweisender Innovationen wird unsere Elektronik kleiner, effizienter, zuverlässiger und preiswerter. Für uns bei TI ist dies der wahre technische Fortschritt. Dabei können wir auf unsere jahrzehntelange Erfahrung aufbauen.