Das Fraunhofer IOSB arbeitet an einer intelligenten Ampelsteuerung mithilfe von künstlicher Intelligenz. Selbstlernende Algorithmen sollen in Kombination mit neuer Sensorik für einen besseren Verkehrsfluss sorgen.
Vorausschauende Ampelschaltung dank KI
Fraunhofer IOSB-INA
In den Projekten "KI4LSA" und "KI4PED" entwickeln Forscher am Institutsteil für industrielle Automation INA des Fraunhofer-Instituts für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB) intelligente Ampelsteuerungen. Dabei soll künstliche Intelligenz eine intelligente, vorausschauende Ampelschaltung ermöglichen. Im Projekt "KI4LSA" etwa erfasst hochauflösende Kamera- und Radarsensorik das Verkehrsgeschehen und regelt den Verkehr in Echtzeit. In Kombination mit künstlicher Intelligenz und Algorithmen des Deep Reinforcement Learning sollen das beste Ampel-Schaltverhalten und die beste Phasenfolge ermittelt werden.
"Wir haben von der Lemgoer Kreuzung, an der unsere Tests stattfinden, ein realitätsgetreues Simulationsmodell gebaut und die KI in diesem Modell unzählige von Iterationen trainieren lassen", sagt Arthur Müller, Projektleiter und Wissenschaftler am Fraunhofer IOSB-INA. Die KI-Algorithmen laufen auf einem Edge-Computer im Schaltkasten an der Kreuzung. Die KI soll den Verkehrsfluss um 10 bis 15 % optimieren können. Stau, Lärm und CO2-Belastungen an der Ampel sollen in Folge sinken. Projektpartner sind die Stührenberg GmbH, die Cichon Automatisierungstechnik GmbH, die Stadtwerke Lemgo GmbH sowie die Alte Hansestadt Lemgo (assoziiert) und Straßen.NRW (assoziiert).
Intelligente Lichtsignalanlage für Fußgänger
Im Projekt "KI4PED" entwickelt das Fraunhofer IOSB-INA einen neuen Ansatz zur bedarfsgerechten Steuerung von Fußgängerampeln. Gemeinsam mit der Stührenberg GmbH und den assoziierten Partnern Straßen.NRW, Stadt Lemgo und Stadt Bielefeld sollen Wartezeiten für ältere Menschen oder Fußgänger mit Handicap verkürzt und die Sicherheit an Ampelkreuzungen durch längere Überquerungszeiten erhöht werden. Durch die Implementierung von KI in Kombination mit hochauflösenden Lidar-Sensoren sollen die Prozesse automatisiert und die Überquerungszeiten automatisch an die Bedarfe der jeweiligen Fußgänger angepasst werden. "Aus Gründen des Datenschutzes verwenden wir anstelle von kamerabasierten Systemen Lidar-Sensoren, da sie Fußgänger als 3D-Punktwolken darstellen und diese somit nicht identifiziert werden können", erklärt Dr. Dennis Sprute, Projektleiter und Wissenschaftler am Fraunhofer IOSB-INA. Die Wartezeit soll sich bei hohem Personenaufkommen um 30 % und die Anzahl gefährlicher verkehrswidriger Überquerungen um etwa 25 % reduzieren können.