Scheinwerfer sollen den Bewegungen des Kopfes folgen.
In den letzten Jahren ging es bei der Lichttechnik fürs Auto Schlag auf Schlag. Während die Halogenscheinwerfer Jahrzehnte lang durchhielten, ging es den weiteren Innovationen deutlich früher an den Kragen. Auf das Xenon-Licht folgte das LED- bzw. das Matrix-LED-Licht , das es mittlerweile auch schon in Klein- bzw. Kompaktwagen gibt. Und jetzt statten einige Hersteller ihre Top-Modelle (z.B.: Audi R8 oder BMW i8) sogar bereits mit Laserlicht aus, das bei Nacht die Sichtweite sogar verdoppelt. Neben der Helligkeit wurde aber auch an der Intelligenz der Scheinwerfer gearbeitet. Viele Modelle leuchten um die Kurve, blenden automatisch ab oder schalten die LEDs so, dass der Gegenverkehr nicht geblendet wird, ohne abblenden zu müssen. Doch damit ist die Entwicklung bei weitem noch nicht beendet. So tüftelt Opel bereits an einer Technik, mit der der Scheinwerferstrahl mit den eigenen Augen gelenkt wird.
Universität an Entwicklung beteiligt
Was sich derzeit noch wie Zukunftsmusik anhört, ist so weit gar nicht entfernt. Denn schon heute arbeiten bei Opel Ingenieure am Autolicht von übermorgen: Mit der so genannten „Eye-Tracking-Technologie“ stellt der Hersteller nun die Zukunft des situationsgerechten Lichts vor. Laut eigenen Angaben arbeiten die Ingenieure bereits an der dritten Generation adaptiver Lichttechnik fürs Auto. „Die Idee, das Licht durch die Blickrichtung des Fahrers zu lenken und zu dosieren, verfolgen wir seit rund zwei Jahren. Je mehr wir sehen, wie attraktiv diese Technologie ist, desto intensiver treiben wir unser gemeinsames Projekt voran“, beschreibt Ingolf Schneider, Leiter Lichttechnik bei Opel, die Zusammenarbeit zwischen dem Internationalen Technischen Entwicklungszentrum von Opel und der Technischen Universität Darmstadt.
Geht es nach Opel, leuchtet unser Auto bald dorthin, wohin wir blicken.
Technik soll möglichst simpel sein
Ausgangspunkt sollte ein einfaches System sein, das auch in einem Serienfahrzeug umgesetzt werden kann. Im Gegensatz zu Hochleistungs-Eye-Tracking-Systemen mit fünf bis zehn Kameras kam zu Beginn der Forschung lediglich eine einfache Webcam zum Einsatz. Diese nimmt den Kopf des Fahrers ins Visier. Anhand der Scans markanter Punkte wie Nase und Augen lässt sich die Bewegungs- und damit die Blickrichtung erkennen. Solche Informationen transferiert das System in Datenbefehle für Aktuatoren, mit diesen elektronisch gesteuerten Stellmotoren werden die Projektoren blitzschnell ausgerichtet. Dieser Forschungsansatz führte die Ingenieure und Wissenschaftler schon ganz nahe an die Augenblick-Steuerung von Autoscheinwerfern heran. Allerdings nahm in diesem Stadium zum einen die Berechnung der Daten noch zu viel Zeit in Anspruch und zum anderen war die Aufnahmefrequenz der Webcam zu niedrig für die Anforderungen im Straßenverkehr. Deshalb wurde die Forschung forciert.
Ausgeklügelt
Schließlich brachte die Optimierung der Kameraparameter und die Anpassungen des Eye-Tracking-Algorithmus den Durchbruch: Bei Dämmerung und Dunkelheit tastet die reaktionsschnellere Kamera mit Infrarot-Sensoren an den Rändern und Fotodioden in der Mitte das Auge des Fahrers mehr als 50 Mal pro Sekunde ab. Dank der immens beschleunigten Datenaufbereitung und -weiterleitung reagieren die Scheinwerferstellmotoren im Nu – horizontal und vertikal gleichzeitig.
Schnelle Eye-Tracking-Kamera schafft große Datenmenge.
Bleibt – theoretisch – ein Problem: Das Auge springt ganz natürlich unbewusst von einem Punkt zum nächsten. Würde das System dies genau so nachvollziehen, wären hektische Lichtkegelsprünge die Folge – eine Zumutung für den Fahrer und die anderen Verkehrsteilnehmer. „Deshalb haben wir einen ausgeklügelten Verzögerungsalgorithmus entwickelt, der für eine fließende Führung des Lichtkegels sorgt“, erläutert Ingolf Schneider. „Und das Beste dabei ist, dass der Eye-Tracker nicht jedes Mal neu kalibriert werden muss. So können sich Menschen jeder Größe hinters Lenkrad unserer Autos setzen und das System funktioniert bei allen problemlos.“ Wichtig: Falls der Fahrer mal vom Verkehrsgeschehen abgelenkt sein sollte, wird es in Fahrtrichtung nicht etwa dunkel. Denn das Abblendlicht gewährleistet als Orientierungs- und Positionslicht immer und überall ein Mindestmaß an Ausleuchtung.
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Zwischenschritt
Bis das Eye-Tracking-Fahrlicht in Serie geht, wird es noch eine Weile dauern. Davor bringt Opel, wie berichtet, sein in Eigenregie entwickeltes LED-Matrix-Lichtsystem an den Start. Das serienreife System kommt innerhalb der nächsten 18 Monate in diversen Modellen auf den Markt.
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