Herausforderung Radarintegration 2019-06-06T09:55:10+00:00

Project Description

Integration of Radar Technology takes a lot of Expertise and development resources.

Herausforderung Radarintegration

Die Weiterentwicklung der Radarsensorik eröffnet viele Möglichkeiten für den Security Bereich. Doch die Technik in eigene Produkte zu implementieren fällt Sicherheitstechnikherstellern schwer. Ihnen fehlen häufig Fachkompetenz und Entwicklungsressourcen, welche für die Nutzung von Radar erforderlich sind. Die Integration der Technik bringt einige Tücken mit sich, die ohne Radarexpertise kaum zu meistern sind.

Denn Radar ist kompliziert.

Nur wenige Unternehmen sind weltweit auf diese Technologie spezialisiert. Sie beschäftigen die Experten, die das nötige Know How für den Umgang mit Radar besitzen. Ihre Kompetenz baut auf jahrelangem Lernen sowie Erfahrungswerten auf. Die Fachkräfte sind rar. Selten haben Sicherheitstechnikhersteller diese Radarspezialisten im eigenen Unternehmen. Selbst große Platzhirsche sind auf Expertenunterstützung von außerhalb angewiesen.

Komplexe Radaranwendungen sind nach und nach auf dem Vormarsch und bieten mehr Zuverlässigkeit, Präzision und Funktionen. Diese begeisterten auch die Sicherheitsunternehmen. Doch handelt es sich dabei allein um die Radarkomponente, müssen die Sicherheitstechnikhersteller Zeit und Arbeit investieren. Die Radarintegration stellt eine Herausforderung dar.

Was macht die Integration von Radar so schwer?

Neben kleineren Schwierigkeiten wie beispielsweise die Hardware Kompatibilität und die richtige Produktauswahl ist die Signalverarbeitung mit Abstand die größte Problematik der Integration. Dies beginnt bei der richtigen Wahl des Verarbeitungsverfahrens, welches sich nach den Eigenschaften des Radars richtet. Ohne fundiertes Wissen ist die korrekte Auswertung der Detektionen nicht möglich.

Folgende Aspekte erfordern einschlägige Radarexpertise:

Störsignale und Fehldetektionen verhindern

Wie jede Messtechnik liefert Radar nicht nur eindeutige Ergebnisse. Diese Fehldetektionen müssen erkannt und korrigiert werden. Je nach Radarprinzip, Bandbreite, Distanz, Umweltfaktoren und Objekt weisen die Rohdaten zahlreiche spezifische Effekte auf. Während Nutzsignale wie der Dopplereffekt zur Erkennung eines Objekts beitragen, führen Störsignale zu Mehrfach- oder Falschdetektion. Dies gilt es bei der digitalen Signalverarbeitung für unverfälschte Daten zu berücksichtigen. Mit Hilfe von Algorithmen differenziert das System zuverlässig zwischen Nutz- und Störsignal.

Filter von irrelevanten Detektionen

Um komplexere Radarfunktionen umzusetzen müssen umfangreiche Algorithmen entwickelt werden. Dabei handelt es sich um die anwendungsspezifischen Filterungen der Radardaten. Im Sicherheitsbereich reicht es nicht aus, nur sogenannte Störsignale zu entfernen. Es ist gewünscht sich auf bestimmte Ereignisse zu konzentrieren. Detektionen ausgelöst von Tieren, Büschen, Regen oder Wind muss das System ausschließen. Dies geht jedoch weit über Basisalgorithmen hinaus.

Objektklassifikation

Neben Filtern ist die Identifikation und Beobachtung der Objekte ein wichtiger Aspekt der digitalen Signalverarbeitung. Das erfordert eine Klassifikation und Verfolgung mit Hilfe von Algorithmen. Hierfür sind Verfahren aus dem Bereich des maschinellen Lernens notwendig. Die Technik entwickelt sich zunehmend in Richtung künstliche Intelligenz, um Muster zu erkennen. Dies und die Veranschaulichung der Objektdaten resultieren in einem hohen Aufwand im Bereich der Software Entwicklung.

Applikationstest und Konfiguration

Für eine anwendungsspezifische Signalauswertung muss einige Zeit in Applikationstests investiert werden. Die anschließenden Anpassungen anhand den daraus gewonnenen Erkenntnissen optimieren die Signalverarbeitung sowie das Tracking. Diese Tests unter realen Bedingungen erfordern intensiven Zeit und Personalaufwand.

Verarbeitung der Datenmengen in Echtzeit

Bei komplexen Radarsystemen mit vielen Kanälen fallen hohe Datenmengen an. Im Bereich Sicherheitstechnik ist es wichtig, dass diese in Echtzeit verarbeitet werden. Eine verzögerte oder unterbrochene Übertragung erhöht das Sicherheitsrisiko. Für diesen Anspruch muss eine passende technische Lösung gefunden und ohne Verluste umgesetzt werden. Die Datenverarbeitung bedarf ebenfalls eine intensive Auseinandersetzung.

Die Umsetzung der Aspekte der Radarintegration ist mit ausführlicher und langer Entwicklungsarbeit verbunden. Die meisten Radartechnikunternehmen entwickeln nur das Frontend oder einfache Radarsysteme die nur Basisalgorithmen bieten, die die analogen Signale digitalisieren und grobe Fehldetektionen filtern. Anspruchsvollere Funktionen wie Objektverfolgung, Mustererkennung oder Klassifizierung decken sie meistens nicht ab. Die umfangreiche Signalverarbeitung blieb bisher oft am Produzenten der fertigen Sicherheitsanwendung hängen. Manche Sicherheitstechnikhersteller verzichteten deswegen früher auf komplexe Radaranwendungen. Doch mit dem Fortschritt der Technologie ist nun ein neuer Ansatz zur Lösung der Problematik verfügbar.

Einfachere Integration mit weiterentwickelten Radarlösungen.

In den vergangenen Jahren bedienten sich die Radarexperten nach und nach an den neuen technischen Erkenntnissen im Bereich Software Entwicklung. Die Signalverarbeitung gewann deutlich an Gewicht. Dadurch können zunehmend komplexere Aufgaben mit Radar wirtschaftlich gelöst werden. So entwickelte sich der Trend hin zu Radarprodukten, die einen weiteren wichtigen Schritt in Richtung Endprodukt wagen: von einer Radarkomponente hin zu einem Radarsystem.

Diese Systeme bieten eine weiterentwickelte Signalverarbeitung an. Sie stellen bereinigte Daten zur Verfügung, die Fehldetektionen oder störende Signale filtern. Sogenannte Geistertracks sind bei der Entwicklung bereits berücksichtigt. Auch sinnvolle Filterfunktionen liefern die Systeme mit. Diese ermöglichen dem Anwender den Fokus auf die wichtigen Ereignisse zu setzen und alles Unwichtige auszublenden.

Die fortschrittlichen Systeme verfügen über hilfreiche Funktionen und verbessern dadurch die Nutzerfreundlichkeit für Endanwender. Sie sind auf die Bedürfnisse des Anwendungsfalls bereits optimal abgestimmt und erprobt. Die Messergebnisse sind zuverlässig abrufbar und werden immer präziser. Um solche Produkte zu entwickeln, erweitern Radartechnikunternehmen zunehmend ihr Aufgabengebiet. Sie übernehmen beispielsweise aufwendige Applikationstests und die Entwicklung von Algorithmen.

Diese Vorarbeit erleichtert die Radarintegration enorm. Sicherheitstechnikhersteller können das System für ihr Produkt ohne umfangreiches Radarwissen und Integrationsaufwand nutzen. Dies beschleunigt die entscheidende Time to Market Phase und erleichtert den Zugang zur Technologie.

Der Smart Tracker von InnoSenT

Genau solch eine Innovation ist das Radarsystem iSYS-5021 für die Sicherheitsbranche. Die verfügbare Tracker Lizenz enthält eine umfangreiche Signalverarbeitung und nützliche Features des Smart Trackers. Zuvor bekam der Systemintegrator zahlreiche Radardetektionen angezeigt und ordnete sie dann einem erfassten Objekt richtig zu und trennte sie. Diese Aufgabe übernimmt nun das mitgelieferte Tracking. Das Radarsystem clustert einzelne Radardetektion zu Objekten und verfolgt sie über die Zeit hinweg. Mit den Tracks wird die Bewegungsspur der Personen visualisiert.

Wichtige Filterfunktionen und Objektklassifikation sind ebenfalls vorhanden: Das System unterscheidet zwischen Personen und Fahrzeugen und filtert Störfaktoren wie Regen oder Wind zuverlässig heraus. Anhand einer Benutzeroberfläche nimmt der Anwender ganz leicht und individuell verschiedene Konfigurationen vor. Beispielsweise legt er so Alarm- und Ignore-Zonen fest, um sich auf bestimmte Bereiche bei der Überwachung zu konzentrieren. Die vielen notwendigen Applikationstests zur Kalibrierung des Systems führten die Radarexperten bereits erfolgreich durch und passten das System optimal für die Perimeter Anwendung und die Überwachung von großen Außenanlagen an.

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