TUM-Wissenschaftler entwickeln bioanaloge Fahrzeugkamera

Forschungsverbund FORBIAS: Ausgewählte biologische Prinzipien werden auf technische Systeme übertragen, um den Menschen bei deren Nutzung zu unterstützen – Sensor „Auge“ im Zentrum

Die Natur als Vorbild – Prinzipien biologischer Systeme, die sich über Jahrmillionen entwickelt und bewährt haben, können neue Wege zur Realisierung und Optimierung der Führung technischer Systeme aufzeigen. Mit dem Sensor „Auge“ befasst sich schwerpunktmäßig der neue Forschungsverbund „Bioanaloge Sensomotorische Assistenz“ (FORBIAS). Die Bayerische Forschungsstiftung (BFS) fördert den Verbund in den nächsten drei Jahren mit insgesamt 2 Mio. Euro, Sprecher ist Prof. Georg Färber, Ordinarius für Realzeit-Computersysteme der TU München (TUM).

Das Auge erreicht seine herausragenden Leistungen durch das enge Zusammenwirken mit weiteren Sensoren, vor allem dem Gleichgewichtssinn und der Augenmotorik. Die Kopplung erfolgt dabei durch die Informationsverarbeitung im Gehirn. FORBIAS leitet nun aus der genauen Analyse des biologischen Systems des Auges neue Prinzipien für technische Anwendungen ab.

So entwickeln die Wissenschaftler eine blickgesteuerte Kopfkamera, ein mobiles Messgerät zur Video-Okulographie. Es erfasst menschliche Augenbewegungen. Ziel ist es, die Blickrichtung einer am Kopf montierten Kamera zu steuern und zu stabilisieren: In der gemessenen Augenstellung ist die menschliche Eigenbewegung bereits kompensiert, so dass die Kamera ein ebenso stabiles Bild aufnehmen kann wie das menschliche Auge. Eine Kopfkamera, die exakt das aufnimmt, was die Augen sehen, ermöglicht eine sehr spontane Art der Berichterstattung, könnte aber auch der Dokumentation für Lehrzwecke dienen, zum Beispiel bei Operationen. Auch der psychologischen Forschung gibt eine exakte Messung der willkürlichen und unwillkürlichen Augenbewegung neue Erkenntnisse, etwa zur ergonomischen Gestaltung oder zur Werbewirksamkeit optischer Reize.

Ein weiterer thematischer Schwerpunkt innerhalb FORBIAS ist die Realisierung einer bioanalogen Fahrzeugkamera. Ein technischer Gleichgewichts-sensor sorgt für den stabilen Blick: Er erfasst die Fahrzeugbewegung und übernimmt funktionell die Aufgabe seines biologischen Äquivalents, des menschlichen Gleichgewichtsorgans. Eine solche Fahrzeugkamera steigert die Robustheit von Fahrassistenzsystemen, wie etwa der automatischen Abstandshaltung, erweitert ihre Einsatzbereiche und erschließt neue Funktionalitäten. Künftige Automobile gewinnen damit an Sicherheit und Komfort.

An der TUM arbeiten die Wissenschaftler am Lehrstuhl für Realzeit-Computersysteme (Prof. Georg Färber) an der Umsetzung der bioanalogen Fahrzeugkamera sowie den darauf aufbauenden visuellen Wahrnehmungsfähigkeiten. Ziel ist eine robuste Bildverarbeitung, die die zur Fahrassistenz nötigen Umgebungsinformationen bereitstellt. Der hierzu erforderliche technische Gleichgewichtssensor entsteht am Lehrstuhl für angewandte Mechanik (Prof. Heinz Ulbrich) der TUM in Garching, außerdem entwickeln die Maschinenbauer die Aktorik zur Kamera-Bewegungssteuerung. Der Lehrstuhl für Ergonomie (Prof. Heiner Bubb) in Garching ist schließlich am Design des Messgeräts zur mobilen Video-Okulographie beteiligt.

Neben den Teams der TUM arbeiten an FORBIAS auch Wissenschaftler der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) sowie der Universität der Bundeswehr München mit, außerdem verschiedene Industriepartner, darunter die Audi AG, BMW AG, Siemens VDO, Continental AG und EADS Deutschland GmbH sowie zahlreiche mittelständische Unternehmen.

Kontakt:

Dipl.-Ing. Stephan Neumaier
Lehrstuhl für Realzeit-Computersysteme der TU München
Tel. (089) 28923-550, Fax -555
E-Mail: info-forbias@rcs.ei.tum.de