Betere bescherming voor voetgangers: een radarsensorsysteem geeft vroegtijdige waarschuwing

Op drukke vervoersknooppunten waar auto’s zich vermengen met fietsers, bussen en trams, kan het voor chauffeurs onmogelijk zijn om alles om hen heen bij te houden. Een radarsensorsysteem zou dit probleem kunnen oplossen door bestuurders en zelfrijdende voertuigen vroegtijdig te waarschuwen wanneer een voetganger naar de weg of de auto rent. Het door Fraunhofer-onderzoekers ontwikkelde systeem zal met behulp van kunstmatige intelligentie zelfs complete situaties op de weg kunnen interpreteren en begrijpen.

Mensen reageren snel, maar soms niet snel genoeg. Als een kind bijvoorbeeld over de weg rent om een ​​bus te halen die aan de andere kant is gestopt, verwacht een automobilist dit waarschijnlijk niet – met mogelijk zeer ernstige gevolgen. Hoewel sensoren kunnen detecteren wanneer mensen of andere objecten zich in de buurt van een voertuig bevinden en de bestuurder waarschuwen, zou de waarschuwing te laat komen als een kind de weg oprent. In het HORIS-project hebben het Fraunhofer Institute for High Frequency Physics and Radar Techniques FHR, het Fraunhofer Institute for Integrated Circuits IIS en het Fraunhofer Application Center ‘Connected Mobility and Infrastructure’ zichzelf tot doel gesteld de verkeersveiligheid te verbeteren, vooral in situaties met grote aantallen weggebruikers. “In plaats van alleen te vertrouwen op een nabijheidswaarschuwing in de auto zoals in het verleden, ligt de focus hier op het voorspellen van gedrag op een betrouwbare manier”, legt Dr. Reinhold Herschel, Group Manager bij Fraunhofer FHR uit. Als een kind de weg oprijdt, is het de bedoeling dat de sensoren het dreigende gevaar detecteren zodra het kind in beweging komt – waardoor kostbare tijd wordt bespaard en in sommige gevallen zelfs levens worden gered.

Snelheid niet afstand

Om te beginnen worden de sensoren op kritieke punten in de infrastructuur geïnstalleerd, bijvoorbeeld bij bushaltes en tramhaltes. Vanaf deze locaties monitoren ze de snelheid van de mensen die aan de haltes wachten en sturen ze de data door naar het rijdende verkeer in de buurt. Aangezien deze radarsensoren geen optische beelden opnemen, zijn er geen problemen met de privacy of gegevensbescherming. Op langere termijn zou het ook mogelijk moeten zijn om de evaluatie-algoritmen in de radarsensoren in de auto te gebruiken.

De drie instituten hebben de ontwikkeltaken opgedeeld op basis van hun expertisegebied. Fraunhofer FHR concentreert zich op de technologische kant en ontwikkelt de algoritmen die een object als persoon identificeren, een marker plaatsen en de

snelheid waarmee de persoon beweegt. Gaan ze naar de radarsensor en dus naar de weg? Er is een dunne lijn tussen het activeren van een vals alarm en het niet op tijd afgeven van een waarschuwing, maar de radarsensor kan dit probleem verhelpen door ongeveer honderd metingen per seconde uit te voeren. Er wordt alleen een alarm geactiveerd als de persoon gedurende meerdere metingen consequent met een bepaalde minimumsnelheid in de richting van de weg beweegt.

Fraunhofer IIS richt zich op de referentiemeettechnieken en op motion capture. “Ons LINK-test- en toepassingscentrum biedt unieke mogelijkheden als het gaat om het nemen van metingen: de hal is zo groot dat we binnen een bushalte kunnen bouwen en daar ook een auto kunnen plaatsen”, zegt Nicolas Witt, Group Manager bij Fraunhofer IIS. . De onderzoekstermijn is het uitvoeren van meerdere meetcampagnes met 30 motion capture camera’s in de LINK-hal. Deze camera’s detecteren mensen die zijn getagd met kleine markeringen over een gebied van 20 bij 30 meter – er zijn maar heel weinig bewegingsregistratiesystemen van deze omvang beschikbaar.

Fraunhofer IVI heeft geschikte testscenario’s geïdentificeerd en is verantwoordelijk voor de ontwikkeling ervan. “Zo hebben we bij een testbusstop op de campus bij de Technische Hochschule Ingolstadt twee radarsensoren geïnstalleerd. Deze sensoren bewaken de omgeving vanuit verschillende hoeken”, zegt prof. Gordon Elger, hoofd van het Application Center. In de toekomst kunnen geconnecteerde of zelfrijdende voertuigen worden verteld om langzamer te rijden als er veel mensen bij een bushalte staan. Als er daarentegen niemand bij de halte staat, kunnen er auto’s voorbij rijden met de maximaal toegestane snelheid.

Demonstratie gepland voor het voorjaar van 2021

De demonstrator is klaar: hij kan momenteel tot acht mensen tegelijkertijd detecteren en bepalen of ze in de richting van de weg gaan. Een demonstratie en een presentatie voor geïnteresseerde klanten staat gepland voor het tweede kwartaal van 2021, afhankelijk van de situatie rond de coronaviruspandemie.

De samenwerking tussen de drie Fraunhofer Instituten is echter nog lang niet voorbij. Ze zijn van plan om voort te bouwen op de HORIS-resultaten in een vervolgproject dat tot doel heeft de sensor verder te optimaliseren, dit keer niet alleen kijken of iemand zich richting de weg beweegt, maar ook rekening houdend met de kwesties die bepalen hoe en waarom ze zouden kunnen maken die zet. Het systeem detecteert niet alleen dat iemand de auto nadert, maar maakt ook gebruik van kunstmatige intelligentie en een extra infraroodcamera om de algemene situatie te begrijpen. Het doel is hier om de reactietijd van het systeem te verbeteren. Als er bijvoorbeeld een bal de weg op rolt, kan een kind hem een ​​paar seconden later volgen. Als er een bus stopt, is het mogelijk dat iemand de weg oversteekt om hem te halen. Door de hele situatie te detecteren in plaats van alleen de bewegingen van individuele mensen, kan het systeem waardevolle extra seconden besparen bij het waarschuwen van de bestuurder en gevaarlijke situaties helpen voorkomen.