Kluge Kamera

Ein Hindernis auf der Straße zu erkennen, ist für die Kameras heutiger Fahrer-Assistenz-Systeme kein Problem. Zu erfassen, um was genau es sich dabei handelt, hingegen schon. Wissenschaftler der Hochschule Ravensburg-Weingarten entwickeln derzeit eine neuartige 3D-Kamera, die Objekte sicher und eindeutig identifizieren können soll.

Hochmoderne 3D-Kameras, die bisher draußen eingesetzt werden, müssen unabhängig von der Wetterlage – und vor allem bei den verschiedensten Licht­verhältnissen – funktionieren. „Große Pixel und somit eine geringe Auflösung sind die Nachteile“, erklärt Jörg Eberhardt, der das Forschungs­projekt leitet. Um allerdings erkennen zu können, ob es sich bei dem Hindernis auf der Straße zum Beispiel um einen Menschen oder eine Müll­tonne handelt, ist eine eindeutige Identifizierung nötig.

Zwei Arbeitsgruppen der Hochschule Ravensburg-Weingarten entwickeln im Rahmen des Forschungs­projekts SMART3D eine 3D-Kamera, die dazu in der Lage sein soll. Das Team um Jörg Eberhardt und der akademischen Mitarbeiter Henrik Lietz und Christoph Wiedemann ist für die Optik und Hardware zuständig. Sie entwickeln und bauen eine Kamera, die zwei Eigenschaften in einem Gerät vereint: die hohe Auflösung der 2D-Technologie und die präzise Objekt­erkennung einer 3D-Kamera. Eine eigens entwickelte Software macht diese Daten­fusion möglich. Unterstützt werden die Wissenschaftler vom in der Region ansässigen Sensor­spezialisten ifm.

In einem nächsten Schritt folgt die Verarbeitung der hoch­aufgelösten 3D-Daten: Hier kommen Wolfgang Ertel und der akademische Mitarbeiter Markus Schneider ins Spiel. Beide forschen im Bereich der künstlichen Intelligenz und arbeiten mit einer Methode, die sich „Deep Learning“ nennt. Vereinfacht gesagt, bringt dieses Verfahren der 3D-Kamera das Denken bei. „Diese Methode ermöglicht, dass die Objekte auf den hoch­aufgelösten 3D-Bildern automatisch klassifiziert werden können“, erklärt Ertel. Ob es sich bei dem Hindernis auf der Straße um einen Menschen oder eine Müll­tonne handelt, lasse sich so zweifelsfrei feststellen.

In einer ersten Anwendung soll die neuartige 3D-Kamera in Müll­fahrzeugen eingesetzt werden und ein autonomes Greifen der Mülltonne ermöglichen. Auch weitere Einsatz­möglichkeiten sind vorstellbar, denn der Clou der smarten 3D-Kamera ist, dass sie im Kern aus Silizium besteht. Die Geräte sind also extrem miniaturisierbar und könnten in wenigen Jahren in Tablets und Smartphones eingebaut werden. So werden sich Smartphones nicht nur mit Fingerzeig, sondern auch mit Gesten steuern lassen.

Gefördert wird das Forschungsprojekt im Rahmen der Maßnahme „Förderung von Forschung an Fach­hochschulen mit Unternehmen“ (FHprofUnt). Das BMBF sowie die Firma ifm unterstützen das Projekt mit insgesamt 418.000 Euro. Die Laufzeit beträgt drei Jahre. Ziel ist es, den anwendungs­nahen Wissens- und Technologie­transfer zwischen Hochschulen und Unternehmen zu verbessern.

HS Ravensburg-Weingarten / DE