Sensor-Fahrrad: KI-gesteuerte Umgebungserkennung für sicheres und effizientes Radfahren
Die Forschung und Entwicklung im Bereich der Fahrradtechnologie schreitet immer weiter voran. Ein wichtiger Aspekt dabei ist die Verbesserung der Umgebungserkennung von Fahrrädern durch den Einsatz von künstlicher Intelligenz (KI). Besonders die Qualität der Oberfläche eines Radweges hat einen maßgeblichen Einfluss auf die Fahrradfreundlichkeit. Durch die Analyse der Umgebung können sowohl berufliche Radfahrer als auch umweltbewusste Pendler ihre täglichen Wege effizienter und angenehmer gestalten.
Ein Forschungsinstitut, das sich intensiv mit der Trainierung von KI für Fahrräder beschäftigt, ist Salzburg Research. Ziel ist es, Fahrräder intelligenter zu machen und ihnen die Fähigkeit zur Umgebungsanalyse zu geben. Diese Technologie kann vielseitig eingesetzt werden, beispielsweise zur Beurteilung von Radwegen, zur Analyse von Überholmanövern und zur Erkennung von Kollisionen. Darüber hinaus ermöglicht sie die Entwicklung von Sicherheitskonzepten für das Fahrradfahren.
Die Förderung des Fahrradverkehrs ist von großer Bedeutung, um die Mobilitätswende zu unterstützen und die europäischen und nationalen Klimaziele zu erreichen. Deshalb wird an vielen Standorten vermehrt in den Ausbau der Fahrradinfrastruktur investiert. Es ist dabei wichtig, dass Fahrradwege regelmäßig gepflegt und instand gehalten werden, um sicherzustellen, dass sie den aktuellen Standards entsprechen.
Bisher wurde die Qualität der Oberfläche der Fahrradinfrastruktur oft anhand von Vibrationsmessungen bestimmt. Bei der Überwachung von Straßen dominieren visuelle und LiDAR-basierte Ansätze, wobei Letztere die besten Ergebnisse erzielen. LiDAR, eine Abkürzung für Light Detection and Ranging, ist ein System, das Licht verwendet, um hochauflösende 3D-Informationen zu generieren.
Eine Herausforderung besteht jedoch darin, dass die für Autobahnen und Bundesstraßen verwendeten Messfahrzeuge zu groß und zu schwer sind, um auf Fahrradwegen eingesetzt zu werden. Hier kommt das Sensorfahrrad ins Spiel, das eine Lösung bieten könnte. Das aktuellste Modell des Sensorfahrrads von Boreal Bikes, das Holoscene Edge, wurde bei der Forschungsarbeit von Moritz Beeking vom Forschungsinstitut Salzburg Research eingesetzt. Das Gerät ist mit verschiedenen Sensoren ausgestattet, wie zum Beispiel GPS, mehreren Trägheitsmessgeräten, 2D-Kameras und fünf LiDAR-Sensoren. Jeder LiDAR-Sensor am Fahrrad ist in eine andere Richtung ausgerichtet, um eine umfassende 360-Grad-Sicht der Fahrradumgebung zu erfassen.
Durch den Einsatz von LiDAR-Sensoren auf dem Sensorfahrrad konnte die Umgebung des Rades mithilfe von hochfrequenten Laser-Abstandsmessungen erfasst werden. Dabei wurden zehn Mal pro Sekunde 240.000 Punkte aufgenommen und in einer dreidimensionalen Darstellung dargestellt. Durch den Einsatz von KI, die speziell für diesen Zweck trainiert wurde, wird jedem Punkt eine bestimmte Kategorie wie Straße, Vegetation oder Gebäude zugeordnet.
Moritz Beeking erklärt, dass zunächst alle relevanten Punkte extrahiert und anschließend ein Oberflächenmodell erstellt werden könnte. Dieses Modell würde dann dazu dienen, die Instandhaltung von Radwegen zu verbessern. Die erfassten Punktwolken können auch zur Untersuchung von Verkehrssituationen wie Überholmanövern verwendet werden. Durch den Einsatz von Technologien, die Fahrräder mit automatisierten Fahrzeugen verbinden, können Kollisionen erkannt und Sicherheitskonzepte für das Fahrradfahren entwickelt werden.
Salzburg Research trägt somit zur Erhöhung der Sicherheit von Radfahrern durch den Einsatz intelligenter Sensorik bei. Das Forschungsinstitut verfügt über Expertise und Technologien in der Analyse von Bewegungsdaten und entwickelt Methoden sowie Software-as-a-Service-Tools für nachhaltige, umweltfreundliche und effiziente Mobilitäts- und Verkehrssysteme. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf der Förderung der aktiven Mobilität, insbesondere auf datengestützten Technologien, die das Fahrradfahren sicher und effizient machen.
Durch die sensorbasierten Analysen von Salzburg Research kann die Qualität der Fahrradinfrastruktur bewertet werden. Dadurch ist es möglich, den Zustand der Radwege zu überwachen und Wartungsarbeiten gezielt auf die am stärksten beanspruchten Abschnitte zu konzentrieren. Die Technologie kann auch zur Untersuchung von Verkehrssituationen wie Überholmanövern eingesetzt werden und zur Erkennung von Kollisionen sowie zur Entwicklung von Sicherheitskonzepten für das Fahrradfahren dienen. Das vernetzte Sensor-Fahrrad, das über intelligente Funktionen verfügt, ist somit ein integraler Bestandteil der Forschungsinfrastruktur von Salzburg Research.
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