Technologiesprung in der Gesundheitsüberwachung und Sicherheit im Straßenverkehr
Sensoren sind mittlerweile allgegenwärtig. Sie sind integraler Bestandteil von Produkten zur Gesundheitsüberwachung, im Automobilsektor werden sie häufig zur Verkehrssteuerung und für intelligente Mobilität eingesetzt. Die Leistung dieser Sensoren hängt von der Funktion ab, die menschliche Gesundheit und das Verhalten sowie Umweltparameter zu erfassen und auszuwerten. Die Vision des EU-finanzierten Projekts NextPerception ist, intelligente Sensorsysteme zu schaffen, die sicher und zuverlässig sind. Das Konsortium besteht aus 43 Partnern aus sieben Ländern. Sie arbeiten daran, diese Funktionen auszubauen und Technologien wie Radar, LIDAR und Kameras merklich weiterzuentwickeln. „Die Innovationen von NextPerception eröffnen ganz neue Möglichkeiten in Gesundheit und Wohlbefinden, insbesondere für die Überwachung älterer Menschen zu Hause und diskrete Gesundheitskontrollen“, erklärt der Projektkoordinator Johan Plomp.
Vitalwerte älterer Menschen überwachen
Das Konsortium hat Radartechnologie eingesetzt, um Vitalwerte auszulesen und so die Hardware und Datenanalysemethoden der Sensoren auszubauen. Die Atem- und Herzfrequenzdaten des Radars für Schlafüberwachung waren so präzise, dass sie mit den etablierten Standards in Schlaflabors vergleichbar sind. Der bedeutende Fortschritt ist, dass mit dem Sensor vermutlich Schlafapnoe erkannt werden kann, ohne dass ein Besuch im Schlaflabor erforderlich ist. Ältere Menschen leiden häufig unter Gebrechlichkeit, wodurch sie insgesamt anfälliger sind und bestimmte Funktionen altersbedingt nachlassen, sodass das Sturzrisiko steigt. Das Team von NextPerception hat einen Stuhl mit Radartechnologie entwickelt, der Vitalwerte und das Gewicht erfassen kann, um die Gebrechlichkeit zu schätzen. Die Messungen erfolgen nur innerhalb der Radarreichweite und die Person muss stillhalten, damit die Vitalwerte erfasst werden können. Dennoch bietet die Technologie einen entscheidenden Vorteil. Plomp berichtet: „Die Technologie ist unauffällig, sodass die Messungen ohne tragbare Geräte oder umständliche Technologien erfolgen, die den Tagesablauf unterbrechen.“
Verkehrsüberwachung
Die Überwachung im Straßenverkehr ist durch wechselnde Wetter- und Lichtverhältnisse schwierig. Im Kern der Arbeit von NextPerception standen Fahrende sowie gefährdete Verkehrsteilnehmende auf Fahrrädern und zu Fuß. Insgesamt sollte die Achtsamkeit erhöht und die Sicherheit für Personen auf Fahrrädern und zu Fuß gestärkt werden. Kameras sind zwar die Standardwahl für Beobachtungen, doch Infrarotkameras, Radar und LIDAR stellen solide Alternativen dar, insbesondere bei schwierigen Gegebenheiten. Das Team setzte auch Trägheitsplattformen ein – mit Beschleunigungssensoren, Magnetometern und Kreiselinstrumenten –, um die Bewegungen von Personen und Fahrzeugen zu erfassen und zu erklären. Für die präzise Geolokalisierung von Fahrzeugen werden Trägheitsplattformen oft mit globalen Satellitennavigationssystemen verknüpft. Diese Sensoren weisen jedoch oft zunehmende Messwertveränderungen und inhärente Ungenauigkeiten auf. Daher wurden im Projekt über Ansätze des maschinellen Lernens Ausgleichsalgorithmen eingeführt, um die Genauigkeit auszubauen. Ein vielversprechendes Ergebnis sind die Fusionsalgorithmen in einer Einheit für Straßensensoren, in der Infrarotkameras, Radar und LIDAR-Signale kombiniert werden, um Personen auf Fahrrädern und zu Fuß sicher zu erkennen. Mit dieser Technologie könnten Verkehrsüberwachungslösungen entwickelt werden, bei denen gefährdete Verkehrsteilnehmende berücksichtigt werden.
Künftige Sensortechnologien
Im Projekt NextPerception konnte nachgewiesen werden, wie innovative Sensortechnologien zur Wahrnehmung die Überwachung von Vitalwerten und Verhalten revolutionieren könnten. Systeme mit einzelnen Sensoren sind durch Einschränkungen belastet. Daher werden im Nachfolgeprojekt DistriMuSe Multisensorsysteme mit besserer Abdeckung und mehr Genauigkeit konzipiert. Mit Blick auf die Zukunft sagt Plomp: „Die Sensorinnovationen von NextPerception werden einen merklichen Einfluss auf die Gesundheitsüberwachung älterer Menschen haben und die Sicherheit im wandelbaren Verkehrsumfeld stärken.“
Schlüsselbegriffe
NextPerception, Gesundheitsüberwachung, Verkehrssicherheit, Sensor, Kamera, Radartechnik, LIDAR, Kamera, Trägheitsplattform, globale Satellitennavigationssysteme
