Mehr Sicherheit im Straßenverkehr Fraunhofer IDMT entwickelt akustische Sensorik für automatisierte Fahrzeuge

Während Kameras, Radar oder Lidar Objekte in der Umgebung visuell erfassen, werden Außengeräusche in der Regel außen vor gelassen. Dabei spielt die akustische Ereigniserkennung wie bei Einsatzfahrzeugen mit Martinshorn eine wichtige Rolle beim autonomen Fahren. Hier setzt das Projekt „The Hearing Car“ des Fraunhofer IDMT an.

Sensoren, wie Kameras, Lidar und Radar unterstützen beim Einparken und Spurhalten, indem sie relevante Objekte in der Umgebung visuell erfassen. Was den Fahrzeugen jedoch bisher fehlt, ist die akustische Ereigniserkennung, wie Moritz Brandes, Projektleiter von „The Hearing Car“ am Fraunhofer IDMT erläutert: Um das Verkehrsgeschehen rundum aufmerksam zu beobachten, ist es entscheidend, Außengeräusche wahrzunehmen und richtig einzuordnen. Viele Situationen im Straßenverkehr kündigen sich nämlich akustisch an, wie beispielsweise ein herannahendes Einsatzfahrzeug, das mit seiner Sirene auf sich aufmerksam macht.“

Der Institutsteil für Hör-, Sprach- und Audiotechnologie in Oldenburg entwickelt zusammen mit Automobilherstellern und Zulieferern Sensor- und Analysetechnologien für das hörende Auto. Dafür kommt ein spezielles Fahrzeug zum Einsatz, das mit einem vom Fraunhofer IDMT entwickelten Messsystem als rollende Demo-Plattform fungiert und so das Erfassen wichtiger Trainingsdaten ermöglicht.

Ereignisse hören bevor sie sichtbar werden

Die akustische Umfeldanalyse soll in Zukunft nicht nur Rettungswagen erkennen, sondern beispielsweise auch menschliche Stimmen oder Spielgeräusche beim Einbiegen in einen verkehrsberuhigten Bereich. Akustik benötigt keine freie Sichtachse wie optische Systeme – das Auto kann also buchstäblich um die Ecke hören. So können automatisierte Fahrsysteme ähnlich wie ein Mensch hinter dem Steuer mit erhöhter Vorsicht reagieren und agieren, wenn sie zum Beispiel spielende Kinder hören bevor sie sie wahrnehmen. Zudem werden die Außengeräusche in bestimmten Fahrmanövern über die Kopfstütze in das Fahrzeuginnere übertragen, um die Aufmerksamkeit des Fahrers auf wichtige Umgebungsgeräusche zu lenken.

Mikrofone in die Fahrzeughülle integrieren

Am Fraunhofer IDMT arbeitet man nicht an der akustischen Ereigniserkennung, sondern auch an einer optimalen Signalaufnahme durch Sensorpositionierung, einer Signalvorverarbeitung und -verbesserung sowie an einer Störgeräuschbefreiung. Voraussetzung für die Integration dieser Technologien und ihr Zusammenspiel sind hochwertige Mikrofone in der Fahrzeughülle. Diese sind mit dem Bordnetz verbunden. Um den Einfluss von Fahrtwindgeräuschen zu minimieren, entwickelt und testet man auch geeignete Gehäuse und Abschirmungen für Luftschallsensoren. „Die Anzahl und Platzierung der Mikrofone sind entscheidend für die Erkennung von Umgebungsgeräuschen“, erklärt Moritz Brandes. „Unser Team hat Lösungen entwickelt, die sowohl wind- als auch wetterfest sind und unter extremen Temperaturen funktionieren. Mit unserem Demofahrzeug haben wir Tests von Portugal bis zum Polarkreis durchgeführt, um die Technologien unter verschiedenen Bedingungen zu erproben. Die Ergebnisse sind vielversprechend und zeigen das Potenzial unserer Entwicklungen für die Zukunft des autonomen Fahrens.“

Gesundheitszustand des Fahrers erfassen

Darüber hinaus verfügt der Prototyp über verschiedene Technologien zur Gesundheitsüberwachung und Fahrerzustandserkennung im Fahrzeuginnenraum. So erfasst ein Kurzstrecken-Radar-Sensor die Vitaldaten des Fahrers und bietet eine kontaktlose Überwachung der Gliedmaßenbewegung sowie von Atmungs- und Herzschlagfrequenzen mit Hilfe diverser Auswertungsalgorithmen. Ein mobiles, vom Fraunhofer IDMT-HSA entwickeltes EEG-Sensorsystem misst die Gehirnströme des Fahrers oder der Fahrerin, um Veränderungen der Aufmerksamkeit, insbesondere während monotoner Fahrten, zu erfassen. Darüber hinaus ergänzt eine Stimmanalyse der Insassen die Fahrerzustandsüberwachung, indem sie Stress und Aufregung erkennt und diese Informationen an die Insassen zurückmeldet.

Die Technologieentwicklung für das hörende Auto wird im Programm „Vorab“ durch das Niedersächsische Ministerium für Wissenschaft und Kultur und die Volkswagen Stiftung sowie im Forschungsprojekt „Integrale agile E/E-Entwicklung für fusionierte und standardisierte Energie- und Datenbordnetz“ durch das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt gefördert. (se)

Neue Mobilitätskonzepte

IAA Mobility 2025: Elektrisches und autonomes Fahren im Fokus

Messen und Testen

BMW nimmt neues Aeroakustik- und E-Antriebszentrum in Betrieb

(ID:50534780)