Wie lassen sich geparkte Fahrzeuge zuverlässig überwachen, ohne die Batterie unnötig zu belasten? Genau diese Frage stand im Mittelpunkt eines Entwicklungsprojekts von embedded brains. Ziel war die dritte Generation einer Radar-Sensorplattform für ein kamerabasiertes Fahrzeugüberwachungssystem. Die Lösung: ein hochkompaktes, getaktetes 24-GHz-Radar, das bewegte Ziele präzise erkennt und zugleich mit minimaler Leistungsaufnahme arbeitet.

Gerade in urbanen Räumen gewinnt intelligente Fahrzeugüberwachung zunehmend an Bedeutung. Diebstahl, Vandalismus und Beschädigungen im Umfeld geparkter Fahrzeuge stellen wachsende Herausforderungen dar. Für Fahrzeughalterinnen und Fahrzeughalter können solche Systeme einen wichtigen Mehrwert bieten: Sie helfen dabei, kritische Situationen rund um das Fahrzeug frühzeitig zu erkennen, Vorfälle besser nachzuvollziehen und – je nach Systemauslegung – Nutzerinnen und Nutzer über eine App oder andere Benachrichtigungswege auf relevante Ereignisse aufmerksam zu machen.

Für batteriebetriebene Systeme ist dabei entscheidend, dass Sensorik nicht nur zuverlässig, sondern auch besonders energieeffizient arbeitet. Denn eine Kamera dauerhaft aktiv zu betreiben, wäre in vielen Anwendungsszenarien nicht ideal: Sie würde vergleichsweise viel Energie verbrauchen, große Datenmengen erzeugen und müsste permanent Bildinformationen verarbeiten. Hinzu kommt ein weiterer Aspekt: Eine anlasslose Daueraufzeichnung des Fahrzeugumfelds kann datenschutzrechtlich problematisch sein, insbesondere wenn öffentliche oder halböffentliche Bereiche, Kennzeichen oder Personen erfasst werden.

Eine vorgeschaltete Radarsensorik kann deshalb ein wichtiger Baustein für eine energieeffiziente und datensparsame Fahrzeugüberwachung sein. Sie erkennt, ob sich im Umfeld des Fahrzeugs überhaupt etwas relevantes bewegt. Erst bei einem konkreten Ereignis können weitere Funktionen aktiviert werden – etwa eine Kamera, eine Auswertung oder eine Benachrichtigung.

Die Anforderungen an die neue Radarplattform waren hoch. Das System sollte bewegte Ziele zuverlässig erkennen – inklusive Abstand, Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung. Gleichzeitig musste es auch unter schwierigen Wetterbedingungen und in komplexen Umgebungen präzise Ergebnisse liefern.

Hinzu kamen weitere technische Vorgaben: Die Lösung sollte möglichst kompakt aufgebaut sein, sich kosteneffizient realisieren lassen und über eine Kommunikationsschnittstelle verfügen, über die Betriebsparameter konfiguriert und Firmware-Updates eingespielt werden können.

Für die Fahrzeugüberwachung ist diese Kombination besonders relevant: Das System muss im Hintergrund zuverlässig arbeiten, darf die Fahrzeugbatterie aber nicht unnötig belasten. Gleichzeitig soll es relevante Bewegungen erkennen, ohne dauerhaft große Mengen an Bilddaten zu erzeugen.

• Erkennt Bewegung zuverlässig: Das System detektiert bewegte Ziele konfigurierbar bis zu 20 Meter Entfernung.
• Spart Energie: Durch getakteten Betrieb sinkt die Leistungsaufnahme um mehr als 90 Prozent.
• Entlastet das Gesamtsystem: Die Kamera muss nicht dauerhaft aktiv sein, sondern kann ereignisbasiert/ ereignisorientiert zugeschaltet werden.
• Unterstützt datensparsame Konzepte: Bilddaten werden nicht grundlos dauerhaft erzeugt, sondern können an konkrete Ereignisse gekoppelt werden.
• Arbeitet präzise: Abstand, Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung können in Echtzeit bestimmt werden.
• Bleibt kompakt: Die gesamte Plattform ist mit SMD-Bauteilen auf einer einzigen Leiterplatte integriert.
• Lässt sich flexibel anpassen: Betriebsparameter und Firmware können über eine I2C-Schnittstelle aktualisiert werden.
• Eignet sich für mehr als Fahrzeuge: Auch Smart Home, Industrie 4.0 und Sicherheitstechnik sind mögliche Einsatzbereiche.

Das Entwicklungsteam von embedded brains setzte auf eine abgestimmte Systemarchitektur aus energieeffizienten analogen und digitalen Komponenten, einem 24-GHz-Radar-Industriesensor, einem stromsparenden 32-Bit-Mikrocontroller sowie optimierten Algorithmen für die Echtzeit-Signalverarbeitung.

Ein zentraler Hebel war der getaktete Betrieb: Statt kontinuierlich zu senden, arbeitet das Radar mit kurzen, präzise abgestimmten Pulsen. Dadurch konnte die Leistungsaufnahme der Plattform um mehr als 90 Prozent reduziert werden – ein entscheidender Vorteil für batteriegestützte Anwendungen in der Fahrzeugüberwachung.

Gleichzeitig ermöglicht ein Frequenzsprungverfahren eine effiziente Auswertung des Empfangssignals. Abstand, Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung bewegter Objekte lassen sich so mit reduzierter Rechenleistung in Echtzeit bestimmen. Ergänzend filtert ein optimierter Signalverarbeitungsalgorithmus Störsignale heraus und extrahiert die relevanten Bewegungsdaten zuverlässig.

In kamerabasierten Systemen zur Fahrzeugüberwachung kann Radar eine wichtige vorgelagerte Rolle übernehmen. Während Kameras Bildinformationen liefern, erkennt Radar Bewegungen unabhängig von Lichtverhältnissen und arbeitet auch bei schwierigen Umgebungsbedingungen zuverlässig. Das ist besonders relevant, wenn Fahrzeuge nachts, in Tiefgaragen, bei Regen oder in unübersichtlichen urbanen Situationen überwacht werden sollen.

Der entscheidende Vorteil liegt im Zusammenspiel: Das Radarsystem kann energieeffizient prüfen, ob sich im Umfeld des Fahrzeugs überhaupt etwas bewegt. Dadurch muss die Kamera nicht permanent laufen. Sie kann gezielt dann aktiviert werden, wenn ein relevantes Ereignis erkannt wird. Das reduziert den Energieverbrauch, vermeidet unnötige Datenverarbeitung und hilft, die Betriebsdauer batteriegestützter Systeme deutlich zu verlängern.

Zugleich unterstützt eine solche Architektur eine datensparsame Fahrzeugüberwachung. Statt dauerhaft Bildmaterial aus dem Fahrzeugumfeld zu erzeugen, kann das System stärker ereignisbasiert arbeiten. Das ist insbesondere dann wichtig, wenn öffentliche oder halböffentliche Bereiche erfasst werden könnten. Die Radarsensorik schafft damit eine technische Grundlage, um Kameraeinsatz, Datenverarbeitung und Benachrichtigung gezielter an konkrete Ereignisse zu koppeln.

Für Anwenderinnen und Anwender bedeutet das: Fahrzeugüberwachung wird nicht nur präziser, sondern auch alltagstauglicher. Relevante Ereignisse können erkannt, dokumentiert und – je nach Gesamtsystem – an den Nutzer weitergeleitet werden, zum Beispiel als Hinweis in einer App. So entsteht aus Sensorik, Kamera und intelligenter Auswertung ein System, das mehr Sicherheit und Transparenz rund um das geparkte Fahrzeug schafft.

Die entwickelte Radarplattform erfasst bewegte Ziele konfigurierbar bis zu einer Entfernung von 20 Metern. Abstands- und Geschwindigkeitsauflösung können dabei an den jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden.

Das gesamte System wurde mit SMD-Bauteilen auf einer einzigen Leiterplatte integriert. Dadurch sinken Platzbedarf und Kosten – und die Integration in die enge Verbausituation des Kunden wird deutlich erleichtert. Gerade bei Lösungen für die Fahrzeugüberwachung ist diese kompakte Bauweise ein wichtiger Faktor, da im Fahrzeug nur begrenzter Bauraum zur Verfügung steht.

Eine standardisierte I2C-Wartungs- und Kommunikationsschnittstelle ermöglicht die Konfiguration der Betriebsparameter sowie Firmware-Updates. Damit kann das System auch im laufenden Einsatz flexibel an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden.

Nach umfangreichen Labor- und Feldtests wird das integrierte Radarsystem derzeit vom Kunden in dessen kamerabasiertem Fahrzeugüberwachungssystem zur Serienreife geführt. embedded brains unterstützt damit die Entwicklung einer Lösung, die Präzision, Energieeffizienz und kompakte Bauweise in einer anwendungsnahen Plattform verbindet.

Das Projekt zeigt, wie anspruchsvolle Fahrzeugüberwachung durch eine intelligente Kombination aus Hardware-Design, Signalverarbeitung und anwendungsspezifischer Systemauslegung verbessert werden kann.

Die entwickelte Radar-Sensorplattform eignet sich nicht nur für kamerabasierte Fahrzeugüberwachungssysteme. Auch in weiteren Bereichen eröffnet sie interessante Einsatzmöglichkeiten – etwa in Smart-Home-Anwendungen, in der Industrie 4.0 oder in der Sicherheitstechnik.

Denkbar sind beispielsweise energieeffiziente Bewegungsmelder, die Überwachung von Förderbändern und mobilen Robotern oder die Absicherung sensibler Bereiche. Überall dort, wo Bewegung zuverlässig erkannt werden muss und Energieverbrauch eine zentrale Rolle spielt, bietet die Plattform eine geeignete technologische Grundlage.

Aktuell arbeitet embedded brains an der weiteren Miniaturisierung der Plattform sowie an der Integration von KI-Algorithmen. Ziel ist es, die Erkennungs- und Bewegungsanalyse weiter zu verbessern und neue Anwendungsmöglichkeiten für kompakte, energieeffiziente Radarsensorik zu erschließen.

Mit der Entwicklung des getakteten 24-GHz-Radars zeigt embedded brains, wie durch intelligente Systemauslegung, effiziente Signalverarbeitung und anwendungsspezifische Hardware-Entwicklung leistungsfähige Embedded-Lösungen für anspruchsvolle Sensorik entstehen. Für die Fahrzeugüberwachung bedeutet das: mehr Präzision, weniger Energieverbrauch und eine technische Basis für ereignisbasierte, datensparsame Systeme.

Ob Fahrzeugüberwachung, Smart Home, Industrieanwendung oder Sicherheitstechnik:

embedded brains unterstützt Unternehmen bei der Entwicklung kompakter, energieeffizienter und anwendungsspezifischer Radarlösungen.

Vereinbaren Sie jetzt eine kostenlose Erstberatung mit Peter Rasmussen, Geschäftsführer von embedded brains und Experte für Radarsensorik.

Gemeinsam klären wir, welche technische Lösung zu Ihrer Anwendung passt – von der ersten Idee bis zur seriennahen Umsetzung.

Jetzt einfach Email an peter.rasmussen[at]embedded-brains.de schreiben und eine völlig kostenlose Erstberatung vereinbaren.