Der neueste IDTechEx-Bericht “Kfz-Radar 2022-2042” zeigt alle technologischen Innovationen auf, die die Leistung des Radars in neue, unbekannte Bereiche vorantreiben. Warum sollte Tesla in Anbetracht all der Vorteile, die Radar bieten kann, davon abrücken und sich auf ein reines Kamerasensorpaket konzentrieren?
Warum Tesla das Radar abgeschafft hat
Nach Angaben von Tesla führt das Radar gelegentlich zu Fehlmessungen, z. B. wenn ein Gullydeckel fälschlicherweise für ein Hindernis gehalten wird. Dies führt zu einem Phänomen, das als “Phantombremsung” bezeichnet wird, bei der die Notbremsung ohne wirklichen Grund ausgelöst wird. Der Ansatz von Tesla besteht darin, sein neuronales Netz anhand von Beispielen guter Radardaten zu trainieren, damit die Kameras die gleichen Tiefen- und Geschwindigkeitsmessungen vornehmen können wie Radargeräte. Laut Tesla war dies ein Erfolg, und unter den richtigen Bedingungen kann die Technik sehr gut funktionieren. Aber was ist, wenn es nicht die richtigen Bedingungen sind?
Als das Radar zum ersten Mal deaktiviert wurde, teilte Tesla seinen Kunden mit, dass es einige vorübergehende Einschränkungen bei der Nutzung ihrer ADAS-Systeme geben würde. Tesla beschränkte die Autolenkung auf eine Geschwindigkeit von weniger als 75 Meilen pro Stunde, erhöhte den Mindestabstand zum Vordermann, deaktivierte das Verlassen der Fahrspur im Notfall und stellte das Fernlicht so ein, dass es nachts automatisch eingeschaltet wird (vermutlich, um die schlechte Nachtsicht der Kameras auszugleichen). Darüber hinaus berichteten einige Kunden über eine verminderte und schlechte Leistung bei Regen. Dies unterstreicht einige der wichtigsten Vorteile, die Radar gegenüber Kameras hat. Im Gegensatz zu Kameras wird das Radar von schlechten Licht- und Sichtverhältnissen nicht wirklich beeinträchtigt. Die Wellenlänge, mit der das Radar arbeitet, bedeutet, dass es Hindernisse in der Umgebung wie Staub und Regenpartikel nicht sieht, und da es ein Signal aussendet und nach seinem eigenen Echo sucht, spielt es keine Rolle, ob es Tag, Nacht oder sogar direktes Sonnenlicht ist.
Leistung der qualitativen Attribute. Quelle: IDTechEx – “Kfz-Radar 2022-2042“
Andere Hersteller haben nicht die gleiche Begeisterung für reine Kameras gezeigt. Laut der IDTechEx-Studie “Kfz-Radar 2022-2042” wird die Anzahl der Radargeräte pro Fahrzeug sogar noch steigen. Dies wird durch die Einführung von Technologien wie Toter-Winkel-Erkennung und Querverkehrswarnung vorangetrieben, die Radare zur Überwachung des Fahrzeugumfelds auf andere Verkehrsteilnehmer im toten Winkel einsetzen.
In mehreren Gesprächen, die IDTechEx mit wichtigen Akteuren der Automobilindustrie geführt hat, scheint es sogar wahrscheinlich, dass das Radar die Ultraschallsensoren ersetzen könnte, die normalerweise in Einparkhilfesystemen verwendet werden. Damit würde die Anzahl der Radargeräte pro Fahrzeug möglicherweise auf über fünf ansteigen. Darüber hinaus ist Radar ein Sensor, der von Unternehmen, die an Roboterachsen arbeiten, intensiv genutzt wird, wobei einige Unternehmen bis zu 21 Radare pro Fahrzeug einsetzen. Wenn Tesla also einen Trend setzen will, dann ist es keiner, der sich durchzusetzen scheint.
Software entwickelt sich schneller als Hardware
In einer Präsentation des Tesla-Direktors für künstliche Intelligenz vom Juni 2021 wurde darauf hingewiesen, dass Situationen wie das Durchfahren von Unterführungen für Radare aufgrund ihrer geringen Höhenauflösung schwierig sind. Dies galt auch für das von Tesla verwendete Radar. Das Problem ist, dass das Radar aufgrund der schlechten Höhenauflösung nur schwer erkennen kann, dass unter der Überführung freier Raum ist, und deshalb vorsorglich langsamer wird. Man könnte dem Radar beibringen, dass eine große Signatur, wie sie von einer Überführung verursacht wird, ignoriert werden sollte (da sie wahrscheinlich durchfahren werden kann), was jedoch zu Problemen führt, wenn sich ein geparktes Fahrzeug darunter befindet. Das Radar wäre dann immer noch nicht in der Lage, die Überführung von dem Fahrzeug zu unterscheiden, was zu einem Zusammenstoß führen könnte.
Tesla verwendete ein Continental ARS4-B-Radar, das ein perfektes Radargerät war… im Jahr 2014. Seitdem hat sich die Radartechnologie stark weiterentwickelt. Ein Maß für die potenzielle Abbildungsleistung eines Radars ist die Anzahl der virtuellen Kanäle, über die es verfügt. Diese ist das Produkt aus der Anzahl der Sendekanäle und der Anzahl der Empfangskanäle und entspricht der Anzahl der Pixel in einer Kamera. Der von Tesla verwendete Continental ARS4-B hatte 8 virtuelle Kanäle (was 2014 die Norm war). Seitdem ist die Branche zu 12 virtuellen Kanälen übergegangen, aber die neuesten Radargeräte von Continental haben 192 virtuelle Kanäle. Start-ups wie Arbe und Uhnder und andere, die in “Kfz-Radar 2022-2042” vorgestellt werden, verfügen über mehr als 200 virtuelle Kanäle und können auf über 2.000 Kanäle anwachsen.
Das ist jedoch kein Vorwurf an Tesla, denn vielen neuen Fahrzeugen geht es genauso. Ein Teil des Problems ist der lange Lebenszyklus von Fahrzeugen, der in der Regel 10 Jahre beträgt. Das heißt, wenn ein Autohersteller heute ein neues Fahrzeug auf den Markt bringt und morgen ein bahnbrechendes Radargerät auf den Markt kommt, dauert es bis zu 10 Jahre, bis dieses Radargerät in das neue Fahrzeug eingebaut werden kann. Mit anderen Worten: Bei jedem neuen Fahrzeug, das sich dem Ende seines Produktzyklus nähert, ist die Hardware wahrscheinlich 5 bis 10 Jahre veraltet, möglicherweise sogar noch länger. Die Sensoren von Tesla wurden 2016 definiert, also wird es wahrscheinlich 2026 sein, bevor große Änderungen an der Hardware vorgenommen werden.
Tesla kann dem entgegenwirken, indem ein Großteil des Fahrzeugs softwaredefiniert ist. Dies ermöglicht es dem Unternehmen, seine Produkte über den gesamten Lebenszyklus hinweg durch Over-the-Air-Updates iterativ zu verbessern. Bei kamerabasierten Systemen funktioniert dies gut, da Kameras eine Fülle von Daten produzieren und Softwareverbesserungen immer noch verfügbar sind, um das Beste aus diesen Daten zu machen.
Der Unterschied, den dies für das Abbildungspotenzial eines Radars bedeutet, ist enorm. Die neuesten Radargeräte auf dem Markt und diejenigen, die von Start-ups entwickelt werden, erzeugen Bilder, die im Vergleich zu den mehrdeutigen Scans der Vergangenheit viel mehr wie LiDAR aussehen.
Winkelauflösung moderner Radargeräte (niedriger ist besser). Quelle: IDTechEx – “Kfz-Radar 2022-2042“
Ein Teil dieser Verbesserung ist auf einen Übergang in der Halbleitertechnologie zurückzuführen. Radargeräte auf SiGe-BiCMOS-Basis, wie das von Tesla verwendete, waren in den letzten zehn Jahren vorherrschend. Das liegt daran, dass sie im Vergleich zu Si-CMOS-basierten Radargeräten ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis erzeugen konnten. Da jedoch die Transistorgröße gesunken ist, konnten Si-CMOS-basierte Radargeräte die Leistung von BiCMOS erreichen und sogar übertreffen. Der Vorteil dabei ist, dass die geringere Transistorgröße mehr Funktionalität und mehr virtuelle Kanäle pro Radar ermöglicht. Diese Si-CMOS-Radare kommen erst 2019 auf den Markt und sind noch nicht weit verbreitet, und die leistungsstärksten Radare von Start-ups sind noch nicht auf dem Markt. Die neue Leistungsfähigkeit der Radargeräte könnte Tesla jedoch dazu bewegen, seine Einstellung zu Radargeräten neu zu bewerten.
Tesla bringt regelmäßig das Argument vor, dass der Mensch nur mit seinem Sehvermögen fährt und daher ein Fahrzeug dies auch können sollte. Das ist zwar richtig, aber es scheint eine etwas verschlossene Denkweise zu sein. Ja, der Mensch fährt mit nur zwei Augen, aber wir haben keine große Wahl. Tesla könnte durchaus in der Lage sein, ohne Radar auszukommen und mit einem reinen Sichtkonzept voranzukommen. Nach Ansicht von IDTechEx wird dies das Leistungspotenzial von Tesla beeinträchtigen. Wenn leistungsfähigere Radargeräte auf den Markt kommen, wird Tesla seine Entscheidung möglicherweise überdenken.
