Sicher auch in der Nacht mit KI
etit-Team erforscht die lichtgestützte Objektdetektion für das autonome Fahren
02.07.2024 von Astrid Ludwig
Wie kann ein autonom fahrendes Fahrzeug auch im nächtlichen Straßenverkehr Personen oder Objekte rechtzeitig erkennen? Wie muss eine Kamera zur Detektion beschaffen sein, und wie läuft künftig die Verständigung untereinander ab, wenn niemand mehr am Steuer sitzt, der Gesten deutet? Welche Möglichkeiten Adaptive Lichttechnische Systeme dabei bieten, erforscht das etit-Fachgebiet Adaptive Lichttechnische Systeme und Visuelle Verarbeitung.
Bildschirm und Kamera, viel mehr braucht es für die Visualisierung nicht. Markus Peier, Julian Lerch und Korbinian Kunst, Doktoranden und wissenschaftliche Mitarbeiter am , haben eine Versuchsanordnung aufgebaut. Tritt eine Person ins Blickfeld der Kamera, erscheint sie auf dem Computerdisplay – eingefasst von einem roten Rahmen und ergänzt um Angaben, mit wie viel Prozent Wahrscheinlichkeit es sich bei dem Objekt um einen Menschen handelt. Ein am Fachgebiet entwickeltes KIgestütztes System macht diese Erkennung und Visualisierung für automatisierte Fahrzeuge im Straßenverkehr möglich. Fachgebiet Adaptive Lichttechnische Systeme und visuelle Verarbeitung
»Erfasst werden nicht nur Personen, sondern Objekte generell«, betont Peier. Das Projekt zur lichtgestützten Objektdetektion unter der Leitung von Professor Tran Quoc Khanh behandelt gleich mehrere Forschungsaspekte: Wie müssen die Spezifikationen einer Kamera sein, um überhaupt Gegenstände oder Menschen auch im nächtlichen Straßenraum erkennen zu können? Welche Pixelgröße und Auflösung muss sie haben, und welche Verstärkung, Belichtungszeit und Blendenöffnung müssen eingestellt werden, um verlässliche Ergebnisse zu liefern? Und wie können Fahrende oder automatisierte Fahrsysteme bei der Detektion in der Dunkelheit unterstützt werden?
Die Scheinwerfer der Zukunft sind eher digitale computergesteuerte Projektoren denn Lampen.
Korbinian Kunst, Fachgebiet Adaptive Lichttechnische Systeme und visuelle Verarbeitung
Was ist gute Sichtbarkeit?
Aufgestellt haben die Forschenden dazu einen Scheinwerfer, der aus 25.600 MikroLEDs besteht. »Die Scheinwerfer der Zukunft sind eher digitale, computergesteuerte Projektoren denn Lampen«, erklärt Kunst. Gekoppelt ist dieser Projektor mit der hochauflösenden Kamera in der Mitte der Fahrzeugfrontscheibe. Wird ein Objekt mit nur geringer Wahrscheinlichkeit detektiert, kann es durch die Vielzahl an Pixeln gezielt angeleuchtet werden, um die Sichtbarkeit für das KISystem, aber auch den Menschen zu erhöhen, wie er erläutert. Wobei geklärt werden muss, wie sich gute Sichtbarkeit für Mensch und Kamera jeweils definiert.
Kunst unterstreicht den interdisziplinären Ansatz: So spielt unter anderem die Psychologie eine Rolle, welche Kontraste Menschen zur sicheren Detektion benötigen, und die Frage, welchen Einfluss dabei Fahrgeschwindigkeit, Objektdynamik, Position oder Größe des Objektes haben.
Kommunikation ohne Gesten
Adaptive lichtgestützte Systeme lassen sich jedoch nicht allein für die Detektion einsetzen, sondern in der Welt des automatisierten und autonomen Fahrens auch für die Kommunikation. Markus Peier beschreibt eine mögliche Situation: Gibt es keinen Fahrer oder keine Fahrerin mehr im Auto, fällt die Kommunikation mit Gesten weg. »Wie verständige ich mich dann aber, wer beispielsweise an einer unübersichtlichen Stelle zuerst fahren darf? Welche Symbole lassen sich stattdessen einsetzen, und wo sollten diese sichtbar werden?
Hinzu kommt, dass die Zeichen auch international verständlich sein müssen«, unterstreicht er. Denkbar wären Symbole zur Anzeige des Fahrstatus oder Warnungen mit Stoppsymbolen auf einem Display in der Kühlerfront des Fahrzeugs.
In der Autoindustrie gibt es bereits Ideen zu all diesen Fragen. »Die Entwicklung steht aber noch am Anfang«, sagt Peier. Das Forscherteam der TU setzt Künstliche Intelligenz gezielt für seine Lösungsansätze ein.
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