Für autonomes Fahren: Neues System kombiniert KI mit Wärmebildkamera
Forscher haben das Hadar-System vorgestellt, bei der eine KI mit einer Wärmebildkamera kombiniert wird. So sollen Tageslicht-Aufnahmen für autonomes Fahren und Co. entstehen, auch wenn es Nacht ist.
Im April 2021 tönte Tesla-Chef Elon Musk, dass seine Elektroautos für das autonome Fahren keine Lidar-Sensoren benötigen werden. Als alleinige Erkennung sollte die KI-Technologie Mustererkennung dienen. Mittels Kameras sollten in Beta-Tests auf öffentlichen Straßen genug Trainingsdaten gesammelt werden, ehe dann das Full-Self Driving möglich wird. Seit Januar 2023 ist klar, dass Tesla doch nicht alles auf Kamerabilder setzt, sondern wieder Radarsensoren in seine Neuwagen einbaut. Allerdings stößt auch die Radar-Technik, wie Lidar, an ihre Grenzen. Mit Hadar sollen diese Grenzen überwunden werden, wie Forscher unter der Leitung von Professor Zubin Jacob von der Purdue Universität verkünden.
Das soll Hadar besser machen als Lidar und Co.
Lidar-Sensoren entsenden Signale, warten darauf, von welchen Gegenständen die Signale reflektiert werden und errechnen daraus dann ein 3D-Abbild der Umgebung. Es gibt bei Lidar jedoch ein paar Grenzen. So kann es etwa zu Interferenzen kommen. Falls man auf visuelle Systeme mittels Kamera setzt, schränkt das zur Verfügung stehende Licht ein. Bei Dunkelheit oder im Nebel haben Kameras ihre Probleme. Eine Wärmebildkamera hingegen nimmt passive Methoden und kann durch Dunkelheit sehen, indem die Wärmesignatur von Gegenständen ermittelt wird. Mit dem "Ghosting Effect" gibt es jedoch auch hierbei Grenzen, da etwa nur texturlose Bilder erstellt werden können. Heat-assisted detection and ranging, kurz Hadar kombiniert nun verschiedene Sensorik.
Quelle: Daimler AG
Verbaute Technologie beim Drive Pilot.
Die Wärmebilderkennung wird gemeinsam mit der KI-Technik des maschinellen Lernens zusammen genutzt. So sollen Hadar-Systeme ein detailreiches Abbild ihrer Umgebung unter verschiedenen Umweltbedingungen erstellen und auswerten können. Letztlich soll so eine Aufnahme entstehen, die wie helles Tageslicht erscheint, auch wenn es eigentlich Nacht ist. Hierzu ist ein KI-Tool notwendig. Aktuell befindet sich der Sensor in der Testphase und ist noch vergleichsweise groß und schwer. Zudem benötigt Hadar derzeit rund eine Sekunde, um ein Bild zu erstellen. Für die kommerzielle Anwendung, etwa in autonomen Autos, müssen jedoch bis zu 60 Bilder pro Sekunde erstellt werden. Zudem müssen die Kosten für Hadar gesenkt werden, damit Zulieferer etc. sich mit der neuen Technologie beschäftigen. Derzeit kostet etwa das teilautonome Fahren auf ausgewählten Autobahnen mindestens 6.000 Euro Aufpreis bei Mercedes-Benz. Aktuell lässt sich das Drive Pilot genannte System nur dann nutzen, wenn die Außentemperatur über drei Grad Celsius liegt, die Fahrbahn trocken, es ausreichend hell ist und man sich auf einer deutschen Autobahn befindet.
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Sammlung zu neuem Hadar-Sensor für autonome Autos:
- Forscher der Purdue Universität haben das Hadar-System vorgestellt, welches die Grenzen der herkömmlichen Sensorik überwinden soll.
- So sind etwa Lidar-Radarsensoren anfällig für Interferenzen, kamerabasierte Systeme haben Probleme bei Dunkelheit, im Nebel etc. Und Wärmebildkameras sehen zwar auch in der Dunkelheit, aber die Wärmesignatur von Gegenständen ist texturlos.
- Das Hadar-System kombiniert eine Wärmebildkamera mit der KI-Technik maschinelles Lernen. So sollen Hadar-Systeme ein detailreiches Abbild ihrer Umgebung unter verschiedenen Umweltbedingungen erstellen und auswerten können.
- Derzeit befindet sich Hadar noch in der Testphase und benötigt noch vergleichsweise lange, um ein Bild zu erstellen. Zudem sind die Kosten noch hoch.
Quelle: Nature
Das Problem lag in einer Röntgenröhre, die neben dem Sitz des Technikers montiert war und im Betrieb das tat, wofür sie da war: Röntgenstrahlung abzugeben. Die Abschirmung war absolut unterdimensioniert. Schlimmer noch war, dass man an der Röhre durchaus etwas justieren mußte, wenn das Ding nicht so wollte, wie es sollte. Eigentlich hätte man sie abschalten müssen und erst dann die Abdeckung öffnen. Das war aber sehr unbequem und da das Ding nicht gegen Öffnen gesichert war (es war einfach eine halbrunde Klappe aus einem etwas schwereren Blech), konnte man da auch im Betrieb wunderbar herumfuhrwerken. Aus Bequemlichkeit ließen viele (eigentlich die meisten) diese Abdeckung einfach permanent offen. Auf den unwissenden macht diese Abschirmung den Eindruck einer einfachen Abdeckung. Damit war die Katastrophe perfekt und einem Großteil hat das später das Leben gekostet.
Die Radarstrahlung war keine Problem, die Leute wurden von der Röntgenstrahlung niedergemäht.
Das ganze hat zu etlichen sehr wertvollen Lektionen geführt, auch wenn es für die Betroffenen ein schwacher Trost war:
1: Eine Abschirmung ist immer so auszulegen, dass es keine Gefahr gibt, auch wenn jemand da deutlich mehr als die vorgesehene Zeit verbringt. Zusätzlich muß immer eine große Reserve eingeplant werden.
2: Wenn etwas im Betrieb gefährlich ist, dann muß es so konstruiert sein, dass es sich abschaltet, wenn sich jemand zum gefährlichen Teil zugriff verschafft. Es mag nerven, wie etwa beim Benzinrasenmäher, den man wieder neu starten darf, wenn man ihn kurz aus den Händen gelassen hat, weil etwas anderes zu tun ist, aber es rettet Leben (und Hände).
3: Wichtige Informationen über Gefahren werden den Leuten detailliert schriftlich und vorallem auch mündlich informiert, statt darauf irgendwo im Handbuch hinzuweisen (es stand so irgendwo im Handbuch drin, nur eben so unscheinbar, dass dem ganzen keine Beachtung geschenkt wurde. Am besten müssen die Leute auch noch unterschreiben, dass sie etwas von der Gefahr gehört haben.
4: Bei gefährlichen Dingen, die man nicht tun darf, wird nur ausdrücklich darauf hingewiesen, was passiert, wenn man es doch macht und warum das eine dämliche Idee ist. Es stand zwar irgendwo im Handbuch, dass man die Abschirmung nicht entfernen darf und die Röntgenröhre immer abschaltet sein muß. Davon, dass einem das Ding sonst potentiell tödlich verstrahlt, stand nichts drin, das wurde als Allgemeinwissen vorausgesetzt. Vielleicht hätte der ein oder andere da mehr Vorsicht walten lassen, wenn das so drin gestanden hätte. Es mag nerven, wenn darauf hingewiesen wird, aber nicht jeder weiß, dass man ein Notstromaggregat nicht drinnen betreiben darf, auch wenn die Abgase scheinbar nach draußen geleitet werden.
Wenn Funkwellen gefährlich werden, dann merkst du das und zwar recht schmerzhaft. Denn dann wird deine Haut und die darunterliegenden Schichten auf über 43°C erwärmt. Das schreit man sehr schnell.
Radare auf Hobbybooten arbeiten übrigens mit bis 5kW Pulsleistung.
Wie sollte autonomes Fahren in der Nacht anders funktionieren außer mit einer Wärme- oder Restlichtkamera?
Die bisher eingebauten Radargeräte sind ja nur für den Nahbereich und müssten viel stärker für Mittel- und Fernbereich sein, was dann eher gesundheitsschädlich wäre.
Für mittlere Entfernungen sie dennoch auch nacht die primäre Wahl. Optik plus Scheinwerfer wird seit deutlich über einem Jahrhundert für das Lenken von Autos bei Dunkelheit genutzt.
Die "Standard" Dinge sind ja schon bei leichtem Schneefall mehr oder weniger blind mit entsprechender Meldung im Display, wurscht welcher PKW-Hersteller.
Und die verwenden wir inzwischen seit gut 10+ Jahren also wenn die gefährlich wären, hätten wir davon schon längst etwas gehört.
Du willst nicht 2 min vor einem Radargerät selbst von einem nur Geschäftsflieger stehen.
Die Parkradare sind sehr im Niedrigenergiesektor, z. T. sogar passiv ausgelegt, genau aus diesem Grund.