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Autonome Autos: Laser-System und Algorithmen helfen verdeckte Objekte zu erkennen

Forscher der kalifornischen Stanford Universität haben ein Laser-System entwickelt, das um die Ecke gucken und verdeckte Objekte rekonstruierten kann. Noch arbeitet die Hardware zu langsam, um sie in autonomen Autos einsetzen zu können.

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Autonome Autos: Algorithmen helfen verdeckte Objekte zu erkennen

(Bild: Pixabay / CC0)

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Verdeckte Objekte zu erkennen, bevor sie sichtbar sind, würde für das autonome Fahren einen großen Schritt zu mehr Sicherheit bedeuten. Personen oder Objekte, die im Straßenverkehr nicht von herkömmlichen Kameras und Sensoren eines autonomen Fahrzeugs erfasst werden können, ließen sich damit frühzeitig erkennen und mögliche Gefahren abwenden. Wissenschaftler der Universität Stanford haben ein System mit passenden Algorithmen entwickelt, das das leisten soll. Im Magazin Nature haben sie die Funktionsweise des Systems mit dem Namen NLOS (Non Line of Sight-Imaging) am Montag vorgestellt.

NLOS basiert auf Laserlicht, das pulsartig in einen Strahlenteiler geleitet wird und durch ein Abtastgalvanometer läuft. Der darin befindliche rotierende Motor stellt sicher, dass das Laserlicht seine Umgebung rundum 360 Grad scannt. Fällt eine Reflexion des Strahls auf ein verdecktes Objekt, dann können diese Reflexionen über eine Kombination aus Optik und lichtempfindlicher Sensorik erfasst werden. Über die Laufzeit der Licht-Photonen und ihren Auftrittsorten auf den Sensor können Algorithmen den Weg der Photonen zurückberechnen und daraus ein Bild des verdeckten Objektes rekonstruieren. Das lässt sich dann weiter auswerten.

Nach Angaben der Forscher greifen ihre Algorithmen auf bildverarbeitende Standardverfahren zurück, die sehr effektiv arbeiten sollen. Trotzdem dauert ein kompletter Umgebungs-Scan je nach Umgebungslicht und Reflexionsstärke des Objektes zwischen etwa zwei Minuten und einer Stunde. Für den Einsatz in autonomen Fahrzeugen, in denen Objekte nahezu in Echtzeit erkannt und ausgewertet werden müssen, dauert das noch zu lange.

Lidar-Systeme (Light Detection and Ranging) arbeiten nach einem ähnlichen Prinzip. Sie werden bereits in autonomen Fahrzeugen eingesetzt. Dabei verwenden sie ebenfalls Laserlicht und empfangen Reflexionen über Multispektralkameras, um Position, Entfernung und Geschwindigkeit von Objekten zu bestimmen. Lidar arbeitet zwar schnell, kann allerdings nicht um die Ecke sehen.

Die Stanforder Wissenschaftler sind der Ansicht, dass sich ihre Algorithmen auch auf bestehende Lidar-Systeme anwenden lassen, um damit verdeckte Objekte in kürzester Zeit erkennen zu können. Dazu müssten allerdings Hardware-Veränderungen an dem Lidar-System vorgenommen werden. Als schwierig schätzen die Forscher die schnelle Auswertung der geringen Lichtreflexionen je nach Beschaffenheit der Objektoberfläche und unter verschiedenen Lichtbedingungen von Dunkelheit bis hin zu hellem Sonnenschein ein. Außerdem müsse das System in Bewegung funktionieren, was eine weitere Herausforderung darstellt. (olb)

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