KI-basierte Lichtverteilungsoptimierung zur adaptiven Ansteuerung automobiler Scheinwerfer im Straßenverkehr

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Tran Quoc Khanh
• Fachliche Zuordnung: Arbeitswissenschaft, Ergonomie, Mensch-Maschine-Systeme ; Bild- und Sprachverarbeitung, Computergraphik und Visualisierung, Human Computer Interaction, Ubiquitous und Wearable Computing ; Verkehrs- und Transportsysteme, Intelligenter und automatisierter Verkehr
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 450942921

Das Forschungsvorhaben beschäftigt sich mit der Erarbeitung einer KI-basierten Steuerung der automobilen Lichtverteilung um situationsbedingt optimierte, dynamische Lichtverteilungen zu generieren. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es hierbei, sich von der herkömmlichen Unterteilung der Lichtverteilungen in Abblendlicht und Fernlicht zu lösen, und ganzheitliche Lichtverteilungen vorzustellen. Zur Erarbeitung dieser Lichtverteilungen werden umfangreiche Studien zur Erfassung des aktuellen Verkehrsraums durchgeführt. Hier sollen zunächst repräsentative Daten für den deutschen Verkehrsraum aufgezeichnet werden. Ziel der geplanten Fahrten ist es, flächendeckend den deutschen Verkehrsraum aufzuzeichnen und hierbei verschiedene Straßenklassen analog zu ihrem realen Vorkommen zu berücksichtigen. Für die Auswertung werden aktuellste Algorithmen zur Erkennung von Objekten einzeln trainiert und geometrische Verteilungen verschiedener Objekte, Autos, LKW, Busse (je fahrend und parkend), Verkehrsschilder (je nach Klasse), Fußgänger, Fahrradfahrer erstellt. Aus diesen Objektverteilungsdaten sowie weiteren aufgezeichneten Daten wie Geschwindigkeit, Straßenklasse, Straßenlage etc. werden automatisiert verschiedene Verkehrssituationen erstellt.Neben der Aufzeichnung des deutschen Verkehrsraumes werden Kontrastuntersuchungen und Leuchtdichteanalysen in den verschiedenen Straßenklassen durchgeführt. Diese dienen dazu, den sicherheitsrelevanten Lichtbedarf für Kraftfahrzeugführer zu ermitteln und die aktuellen Lichtbedingungen im deutschen Verkehrsraum zu erfassen. Dabei werden nicht nur die Erkennbarkeitsentfernung und der dafür notwendige Kontrast betrachtet, sondern auch die Wahrnehmung der Helligkeit und Homogenität der Vorfeldausleuchtung. Dies ist essentiell, da neben einem objektiven Sicherheitsgewinn auch die subjektive Sicherheitswahrnehmung einen starken Einfluss auf das Wohlbefinden und Verhalten des Fahrzeugführers hat. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen fließen ebenfalls in die Optimierung der situationsbedingten Lichtverteilungen ein.Zusätzlich wird in einer weiteren Studie das Blickverhalten der Fahrzeugführer aufgezeichnet und durch die Kombination der Objektverteilungen und des Blickverhaltens im Straßenverkehr optimierte Lichtverteilungen errechnet.Diese theoretischen Lichtverteilungen werden anschließend validiert. In einem ersten Schritt werden in einem Fahrsimulator technologieunabhängig, die verschiedenen Lichtverteilungen in den verschiedenen, virtuell erzeugten, Verkehrssituationen dargestellt. Virtuell wird so die Akzeptanz und das Sicherheitsgefühl der Testpersonen beim Einsatz der verschiedenen Lichtverteilungen getestet. Zusätzlich wird in einer weiteren Studie getestet, in wie fern sich die Sichtweite der Autofahrer durch die neu generierten Lichtverteilungen verändert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen