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Erprobung im Straßenverkehr

KI-gestützte Umfelderkennung für den autonomen ÖPNV

Wahrnehmung im Fahrzeug und digitales Umgebungsmodell des Betriebsraums greifen ineinander: Was das Fahrzeug erkennt, wird zu dauerhaft nutzbarem Umweltwissen.

Video (8 Sekunden, ohne Ton): vom Videobild in den digitalen Zwilling.

Ausgangssituation

Soll ein Fahrzeug ohne Fahrer entscheiden, reicht es nicht zu sehen, was gerade vor ihm geschieht. Es muss auch wissen, wie seine Welt aufgebaut ist, wie sie sich verändert und welche Regeln dort gelten.

Lösungsansatz

  • Im Fahrzeug: Kamera, LiDAR, Radar und Satellitenortung erfassen die unmittelbare Umgebung in Echtzeit
  • Im Betriebsraum: digitaler Zwilling, hochgenaue Karte und Geodaten bilden das Gedächtnis des Gesamtsystems
  • Erkennungen werden lokalisiert, klassifiziert und mit einem Maß für die Verlässlichkeit bewertet
  • Jede Erkennung wird räumlich verortet und in den digitalen Zwilling eingetragen

Was vorliegt

  • Messfahrten durch den Chemnitzer Kaßberg: Verkehrsteilnehmer, Fahrbahn, Ampeln und Verkehrszeichen werden automatisch erkannt
  • Verkehrszeichenerkennung mit multimodaler Fusion aus Bildausschnitt, Normbeschreibung und Beispielsymbol

Dasselbe Prinzip trägt über die Straßenbahn hinaus: für autonome Shuttles, Mikromobilität und Warentransport sowie autonome Arbeitsmaschinen.

Ein Mann geht zwischen zwei Reihen blühender Obstbäume über einen Grasstreifen
Synthetisch erzeugtes Bild einer Obstanlage. Solche Bilder dienen als Lerndaten für die Umfelderkennung autonomer Arbeitsmaschinen.

Zwei Arten der Wahrnehmung

Im FahrzeugIm Betriebsraum
AufgabeDie unmittelbare Umgebung in Echtzeit erfassenDie Umgebung langfristig modellieren
QuellenKamera, LiDAR, Radar, SatellitenortungDigitaler Zwilling, hochgenaue Karte, Kataster- und Verkehrsdaten
ErgebnisObjekte, Verkehrszeichen, Fahrspuren, andere VerkehrsteilnehmerKontext für Entscheidungen, Grundlage für Planung und Simulation

Sechs Fragen, die jedes Fahrzeug beantworten muss

  • Wo bin ich?
  • Wo darf ich fahren?
  • Was gehört dauerhaft zu meiner Welt?
  • Was hat sich verändert?
  • Was bewegt sich gerade?
  • Und wie sicher weiß ich das?

Dieselben Verfahren, die das Fahrzeug im Betrieb nutzt, bauen und pflegen das Umweltwissen, automatisiert und fortlaufend. Denn Verkehrsräume verändern sich: Baustellen entstehen, Vegetation wächst.

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