Dank der Radar-on-Chip-Technologie ist es Forschern des Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik (FHR) gelungen, die Vorteile von Radar für Robotik nutzbar zu machen. Im Rahmen des EU-Programms „Horizon 2020“ entwickelten sie den Roboter „Smokebot“, der ferngesteuert oder teilautonom Einsatzkräfte wie etwa die Feuerwehr mit wichtigen Informationen versorgen kann. Ende Juni soll ein erster Prototyp im Brandhaus der Feuerwehr Dortmund getestet werden.

Kombination aus verschiedenen Sensoren

Smokebot vereint in seinem Gehäuse diverse Sensoren zu einem mobilen Gesamtsystem. Zu ihnen gehören Radar, Kameras, Laserscanner und Gasdetektoren. Die Daten, beispielsweise detaillierte Bilder, der einzelnen Sensoren lassen sich mit Notfallplänen oder Karten abgleichen – für Rettungskräfte im Falle eines Einsatzes wichtige Informationen. So können sie aus sicherer Entfernung abschätzen, wie die Lage vor Ort aussieht. Laut des Fraunhofer FHR können auch bei schlechten Sichtbedingungen Hindernisse in hochauflösender 3D-Qualität erkannt werden. Dafür haben die Ingenieure ein MIMO-Radarmodul (Multiple Input Multiple Output) entwickelt, das nur 25 Zentimeter groß und wenige 100 Gramm schwer ist. Da die Chip-Technologie auf einer Silizium-Germanium-Basis entwickelt wurde, sind nicht nur eine hohe Auflösung möglich, sondern auch eine Arbeitsfrequenz von 120 GHz. Auch den Radarchip haben die Ingenieure optimiert. Es ist ihnen gelungen, Signalerzeugung und Datenerfassung in nur einem Modul unterzubringen, das ohne weitere Kabel oder externe Module auskommt. Es überträgt die Daten über eine Standard-Ethernet-Schnittstelle. Eine nachgeschaltete Prozessierung erlaubt die aufgenommenen Bildinformationen in 3D zu rekonstruieren, so dass der Roboter „Smokebot“ Hindernisse, die sich vor ihm befinden, lokalisieren kann.

Zahlreiche Einsatzgebiete

Dem Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik zufolge kommen die kompakten Radarmodle mit wenig Strom aus und lassen sich auf anderen Trägern oder Drohnen anbringen. Somit könnten sie Erkundungsaufgaben übernehmen. Die dreidimensionale Erfassung eignet sich vor allem, um Objekte oder Personen zu verfolgen oder etwa als intelligente Alarmanlage sowie zur Maschinenabsicherung oder für autonomes Fahren.

Horizon 2020

Das Projekt Smokebot entstand während des Programms „Horizon 2020“, das von der EU gefördert wird. Seit Januar 2015 wird es mit Partnern aus Schweden, Österreich, dem Vereinigten Königreich und dem Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik durchgeführt. Das Ziel ist die Wahrnehmung der Umgebung mobiler Roboter bei eingeschränkter Sicht, etwa Rauch oder Nebel, zu verbessern.

Bild: Fraunhofer FHR