Mensch-Modelle für die Simulation von Radar-Sensorsystemen

Straßenschilder, Fußgänger, Leitplanken, andere Autos: Während einer ganz normalen Autofahrt muss das menschliche Gehirn sämtliche Objekte identifzieren und einordnen. Fahrerassistenzsysteme haben die Aufgabe, den Fahrer eines Automobils dabei zu unterstützen und so zu mehr Sicherheit im Straßenverkehr beizutragen. Das Zusammenspiel von Mensch und Technik bedarf einer hohen Präzision und Verlässlichkeit von Modellen. In einem Projekt mit der Firma Bosch wird untersucht, wie ein Fußgänger mittels Radar detektiert werden kann.

Ein Radarsystem emittiert elektromagnetische Wellen, welche an einem Objekt reflektiert und anschließend wieder empfangen werden. Die größte Schwierigkeit bei der Erkennung von Personen ist die geringe Reflektivität seines Körpers. Insbesondere, wenn sich die Person in der Nähe eines stärker reflektierenden Objektes wie beispielsweise eines Autos befindet. Die Frage hierbei ist, wie ein Mensch von anderen Objekten unterschieden werden kann.In diesem Projekt wird der von einem Radarsensor aufgenomme menschliche Gang als Entscheidungskriterium herangezogen.

Hierbei ist es das Ziel eine modellbasierte Entwicklung von Radarsystemen zu ermöglichen. Um solch ein bewegtes Modell zu entwicklen, muss untersucht werden, wie ein Radarsystem im Bezug auf einen Menschen reagiert. Denn was einen Fußgänger stark von anderen Objekten unterscheidet, ist sein Bewegungsmuster: Arme und Beine bewegen sich mit einer bestimmten Frequenz gegeneinander. Der Oberkörper beschleunigt während des Gangs mit jedem Abdrücken der Füße für kurze Zeit. Die Geschwindigkeitsänderungen der einzelnen Gliedmaßen erzeugen während der Bewegung ein besonderes Bild in einem Spektrogramm, eine Frequenzdarstellung mit zusätzlichem zeitlichen Bezug.

Verschiedene Modellierungsarten menschlicher Bewegung und die Erstellung eines Modells sind Kernpunkte der Arbeit. Zur Simulation mit dem Menschmodell wird ein Raytracer verwendet, der zu jedem Simulationszeitpunkt die reflektierten Wellen im Szenario berechnet. Stichproben des Ganges verschiedener Menschen dienen zur Beurteilung der Aussagekrafts des Modells. 

Projektpartner:

  • Robert Bosch GmbH
Simulierte Bewegungssequenz des Gehens und zugehörige Rohdaten des Radar-Spektrogramms