OMRON

Das Automatisierte Fahren hat den „zukünftigen Sicherheitsaspekt“ im Fokus

„Wir möchten, dass Mensch und Fahrzeug

in Echtzeit harmonieren.

Dafür entwickelt OMRON Sensoren mit KI, die

exklusiv

bei OMRON hergestellt werden.“

MOBILITÄT

Physical Sensing Lab., Sensing Technology Research Center, Technology and Intellectual Property H.Q.

Takashi Iketani

Die Mobilität der Zukunft, auf die das automatisierte Fahren abzielt, ist ein „mobiler Privatraum“.
Sie können zu jeder beliebigen Zeit an jeden beliebigen Ort über die Route Ihrer Wahl reisen und dabei ein Buch lesen, einen Film sehen, zu Abend essen oder sich einfach mit Familie und Freunden unterhalten ...
Mobilität wird mehr Spaß machen und wird Ihnen Bequemlichkeiten eröffnen die vorher nicht vorstellbar gewesen wären.

Durch die Neudefinition des Automatisierten Fahrens können zukünftig „Autos mit Menschen interagieren.“

Erst mit der weltweit einzigartigen „Driver Monitoring“-Technologie von OMRON gelingt der sichere Wechsel vom manuellen zum automatisierten Fahren.

„Wir wollen Unfälle vermeiden, die durch Unaufmerksamkeit des Fahrers entstehen.“

„Wir wollen Unfälle vermeiden, die durch Unaufmerksamkeit des Fahrers entstehen.“

Obwohl sich die Fahrzeugsicherheit stark verbessert hat, steigt die Anzahl tödlicher Verkehrsunfälle weltweit und wird bis 2020 voraussichtlich 190 Millionen erreichen. Tatsächlich sind etwa 80 % dieser Todesfälle auf menschliche Fehler zurückzuführen, etwa durch verspätete Wahrnehmung von Gefahren oder Fehleinschätzungen des Fahrers.
Derzeit geht man davon aus, dass der Fahrbetrieb auf Autobahnen bis 2018 automatisch stattfinden kann. Natürlich gibt es immer noch Unwägbarkeiten, wie „sicher“ das Umschalten vom automatischen in den manuellen Fahrmodus gelingt.

Angesichts der steigenden Verkehrsunfallzahlen stellt Takashi Iketani eine grundlegende Frage: „Was genau ist Automatisiertes Fahren?“

世界では毎日3400人以上が交通事故で命を失い、何千万人もの人々が交通事故でケガや障害を負っている(WHO調べ)

Weltweit sterben jeden Tag 3400 Menschen in Verkehrsunfällen und viele Millionen Menschen werden verletzt oder tragen bleibende Schäden davon (Daten gemäß WHO)

„Für eine Autofahrt ist die Interaktion zwischen Auto, Fahrer und deren Umgebung entscheidend. Beim Automatisierten Fahren tendiert man dazu, zuerst die Abhängigkeit des Fahrzeugs zur Umgebung zu priorisieren, also wie das fahrende Fahrzeug sich der direkten Umgebung anzupassen hat. Das Entwicklungsteam von OMRON erachtet hingegen die Beziehung zwischen „Fahrer und Fahrzeug“ als wichtig, denn egal wie stark der Fahrbetrieb automatisiert ist – es muss ein Mindestmaß an Kooperation zwischen Fahrer und Fahrzeug vorherrschen. Betrachtet man diese verkehrstechnische Beziehung unter sozialen Aspekten, dann muss dem menschliche Verschulden bei Unfällen vorgebeugt werden, indem die Verfassung des Fahrers dem Fahrzeug erkennbar gemacht wird. Diese Idee hat zur Entwicklung der ‚Driver Monitoring‘-Technologie geführt.“

„Driver Monitoring“ ist die weltweit erste Technologie, welche die Bewegungen und Bedingungen des Fahrers, basierend auf Kamerabildern des Fahrers, erfasst und in Echtzeit die Verfassung und Konzentration des Fahrers wiedergibt.

Das Monitoring-System schätzt die Verfassung des Fahrers augenblicklich ein, zum Beispiel Niveau 1 bei Unaufmerksamkeit, Niveau 2 beim Telefonieren oder Niveau 3 bei Schläfrigkeit oder Angst. Durch die Kopplung des Ergebnisses mit der Fahrzeugsteuerung wird der Fahrer gewarnt oder das Auto sicher angehalten, ohne vom automatischen in den manuellen Modus zu schalten. Damit lassen sich entstehende Risiken vermeiden und Verkehrsunfälle durch menschliches Versagen verhindern.

„Wie wir die durch die Fahrzeugumgebung gesetzten Grenzen überwinden können“

「車載組み込み環境という制約をいかに克服するか」

Die „Driver Monitoring“-Technologie nimmt den Oberkörper des Fahrers wahr. Schwierigkeiten ergeben sich noch, da die Erkennung in Echtzeit und ohne Unterbrechung erfolgen muss, ohne dass der Fahrbetrieb davon beeinträchtigt wird.

Durch die Kombination von Deep Learning Zeitalgorithmen sowie Bilderkennungstechnologien lassen sich Bewegungen und Bedingungen des Fahrers in Echtzeit einschätzen und klassifizieren.

Durch die Kombination von Deep Learning Zeitalgorithmen sowie Bilderkennungstechnologien lassen sich Bewegungen und Bedingungen des Fahrers in Echtzeit einschätzen und klassifizieren.

„Bisher sind für eine umfassende und komplexe Erkennung große Computer erforderlich, jedoch sind die Geräte im Fahrzeuginneren klein und leicht zu halten – inklusive einer beschränkten Rechnerleistung. Cloudbasierte Internetlösungen sind bei sich permanent verändernden Fahrbedingungen ausgeschlossen. Ein Schlüssel dafür ist die Überwindung der bisherigen Onboard-Entwicklungsmöglichkeiten.“

Auf diesem Weg war uns die hochpräzise Gesichtserkennungstechnologie „OKAO“ nützlich, die OMRON seit über 20 Jahren entwickelt. Zudem hilft die KI-Technologie mit Deep Learning Zeitalgorithmen. „Driver Monitoring“ ist eine Verschmelzung dieser beiden Technologien. „OKAO“ nutzt dieses Wissen und deutet einen Gesichtsausdruck anhand von Gesichtsteilen wie Augen und Mund. Nach experimenteller Arbeit stellt selbst eine begrenzte Rechnerleistung das System nicht mehr in Frage. Laut Iketani brachte großer Einfallsreichtum und Kreativität die Lösung.

„Der Schlüssel dazu ist die Verarbeitung eines Eingangsbilds aus einer Kamera durch dessen Aufteilung in ein detailliertes Gesichtsbild und in ein grobes Bewegungsbild. Durch die Kombination von hochauflösenden Gesichtsbildern und niedrigauflösenden Bewegungsbildern mit einem ausgezeichneten Abgleich wurden eine hochpräzise Erkennung und Datenkomprimierung erreicht.“

„Eine Fahrzeugtechnologie, die mit dem Menschen harmoniert und ihn versteht wird in Zukunft ganz alltäglich sein.“

„Eine Fahrzeugtechnologie, die mit dem Menschen harmoniert und ihn versteht wird in Zukunft ganz alltäglich sein.“

Herkömmliche Sensoren können zwar einzelne Bedingungen wie Schläfrigkeit oder unaufmerksames Fahren erkennen, aber sie sind nicht in der Lage, die Beeinträchtigung der Fahrtüchtigkeit einzuschätzen. Wirklich aufsehenerregend an „Driver Monitoring“ ist, dass es das Risiko in Zusammenhang mit der jeweiligen Verfassung des Fahrers auf jedem Niveau einzuschätzen vermag. Wie war OMRON dieser Durchbruch möglich?

„Die „Driver Monitoring“-Technologie kann die vielfältigen Risiken für einen Fahrer mit nur einem Sensor einschätzen.“

„Die „Driver Monitoring“-Technologie kann die vielfältigen Risiken für einen Fahrer mit nur einem Sensor einschätzen.“

„Wir haben intensive Gespräche darüber geführt, welche Fahrerfaktoren zu überwachen sind. Übernimmt der Fahrer die Verantwortung beim Fahren, dann gibt es viele Aspekte, die es zu kontrollieren gilt: Ist der Fahrer müde, schaut er auch nach vorne usw. Wieviel Einzelinformationen braucht das Fahrzeug? Welches sind die entscheidenden Informationen für eine sichere Übergabe der Bedienung an den Fahrer? Wir nehmen an, dass es vom Konzentrationsvermögen des Fahrers abhängt. Der Fahrer ist unterschiedlichsten Faktoren beim Fahren ausgesetzt, die das Fahren beeinflussen. Wenn diese Bedingungen Rückschlüsse auf die Konzentrationsfähigkeit des Fahrers zulassen, kann die Maschine die Verfassung des Fahrers ableiten, was zu einer besseren Harmonisierung zwischen Mensch und Fahrzeug führt. In der Sensorik sind wir der festen Überzeugung, dass ein Index zur „Konzentration des Fahrers“ ein wichtiger Schritt ist. Zusammen mit der „Fahrerüberwachung“ ist es uns gelungen, über die Verknüpfung mit der Steuerung beides messbar zu machen. Wir sind uns sicher, dass OMRON auf dem richtigen Weg ist, da sowohl Sensing als auch Control zu unseren Kompetenzbereichen zählen.“

Während die Kollisionsvermeidung durch automatisches Notbremsen schon jetzt serienmäßig verfügbar ist wird auch das „Driver Monitoring“ in nicht allzu ferner Zukunft zum Alltag gehören.

Das Team von Iketani, das sich für die Technologie verantwortlich zeigt, hofft darauf, sie bereits 2018 in automatischen Fahranwendungen für Autobahnen implementieren zu können.

Technologien mit Sensordaten, die mit menschlichen Befindlichkeiten korrelieren, unterstützen die Sicherheit und sind einer Autonomen, mobilen Gesellschaft dienlich.
Mit dieser Überzeugung werden wir auch weiterhin die Mobilität in der Zukunft anstreben und technologisch anführen.

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