Logistik neu denken und planen

Forschung und Entwicklung im Geschäftsfeld Logistik- und Fabriksysteme

Akustik-basierte Erfassung von Verkehrsinformationen an Straßen (ACUVISOR)

Projektidee

Anstelle handelsüblicher Sensorik werden Arrays von Richtmikrofonen zur Ermittlung von Verkehrsinformationen verwendet. Damit sollen nicht nur die Verkehrslage, im Sinne von Verkehrsfluss, sondern auch Informationen über die Fahrzeugtypologie, also z.B. Pkw, Lkw oder Motorrad, erfasst und womöglich Unfälle zügig erkannt werden.

Mit einem Array von mindestens drei Richtmikrofonen, die mit unterschiedlichen Richtwinkeln zur Fahrbahn orientiert sind, werden die Fahrgeräusche an verschiedenen Stellen der Fahrbahn aufgenommen. Sind die Distanzen zwischen den Aufnahmepunkten festgelegt und bekannt, kann die Korrelation der Fahrgeräusche oder der Doppler-Effekt verwendet werden, um Informationen über die aktuelle Verkehrssituation zu ermitteln. Insbesondere läßt sich durch den zeitlichen Versatz der Maximalamplituden der von den Mikrofonen aufgenommenen Verkehrsgeräusche die Verkehrssituation erfassen: Liegen die Maximalwerte der Signale relativ spät hintereinander, stockt der Verkehr zunehmend. Ist der zeitliche Versatz sehr klein, spricht alles für einen ungestörten Verkehrsfluss. Mittels der Richtmikrofone können also leicht mögliche Informationen über die Verkehrslage, Anzahl der Fahrzeuge, deren Geschwindigkeit usw. erfasst werden.

ACUVISOR wird durch das Land Sachsen Anhalt und die Europäische Kommission gefördert. Projektträger ist die Investitionsbank Sachsen Anhalt.

Technische Aspekte

Mikrofone werden heutzutage schon häufig zur Ermittlung der Lärmverschmutzung eingesetzt. Sie sind kostengünstig, klein, kompakt und erfordern daher keine großen Änderungsmaßnahmen der Verkehrsinfrastruktur. Da sie nur akustische Informationen aufnehmen, garantieren sie Anonymität. Individuelle Merkmale der Fahrerinnen und Fahrer bzw. der Fahrzeuge, wie z.B. die Kennzeichen, werden nicht aufgezeichnet, gespeichert oder übertragen.

Die technische Umsetzung im Projekt ACUVISOR stellt Herausforderungen an z.B. die Entwicklung von Hardware, Software und Algorithmen zur Auswertung und Klassifizierung der akustischen Informationen.

Projektziel

Im Projekt soll ein auf der Projektidee basierendes Hardwaremodul zur einfachen Erweiterung der bestehenden Verkehrsinfrastruktur mit geeigneter Software zur Analyse und Erkennung der Verkehrssituation entwickelt werden.

Das Modul umfasst die Sensorik (drei oder mehrere Richtmikrofone) und die Stromversorgung, z.B. mittels Batterien oder Solarmodulen. Außerdem kann das Modul mit Kommunikationstechnologien zur Integration in eine ITS-Infrastruktur erweitert werden. Dabei können beispielwiese NFC, Bluetooth, WLAN oder IEEE 802.11p für die V2X-Kommunikation zum Einsatz kommen. Auf Basis von voridentifizierten Modellen verarbeitet die Software die von Richtmikrofonen aufgenommen Fahrgeräusche und liefert Informationen über die aktuelle Verkehrslage.

Es ist vorgesehen, unterschiedliche Variante des Moduls zu analysieren, die sich beispielweise in Notrufsäulen, Leitpfosten, Verkehrsbeeinflussungsanlagen oder andere Verkehrsinfrastrukturkomponenten einbauen lassen. Integrierbare sowie autarke Lösungen werden untersucht. Verschiedene Konfigurationen, die die gleichzeitige Aufnahme von Fahrgeräuschen auf der vertikalen und horizontalen Ebene ermöglichen, werden zusätzlich erarbeitet.

Das geplante Vorhaben der Arbeit ist auf eine Laufzeit von 18 Monaten ausgelegt. An dem Projekt sind neben dem Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF in Magdeburg die klein- und mittelständische Thorsis Technologies GmbH und das Galileo-Testfeld der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg beteiligt.