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Fahrrades überwacht.
Was das Ulmer Fahrrad-Radar leistet
Der verwendete Sensor ermöglicht die
Bestimmung von Relativgeschwindigkeiten
und Winkelablagen von sich nähernden
oder entfernenden Objekten.
Winkelablagen von Objekten sind zur
Spurerkennung essentiell. Mit ihrer
Hilfe lässt sich unterscheiden, ob sich
das nähernde Objekt auf der eigenen
Fahrspur befindet oder nicht. Die Empfindlichkeit
des Sensors reicht aus, um
Autos in einer Entfernung bis 90 Meter
zu erkennen.
Auf dem Fahrrad wurde außerdem
eine Webcam angebracht, um bei der
Auswertung Radardaten mit dem realen
Verkehrsgeschehen korrelieren zu
können. Derartige Radarsensoren beruhen
auf dem Dopplereffekt. Objekte
mit einer Relativgeschwindigkeit zum
eigenen Fahrrad, welche die elektromagnetische
Welle des Radars reflektieren,
führen zu einer Frequenzverschiebung
zwischen abgestrahlter und
empfangener bzw. reflektierter Welle.
Diese Frequenzdifferenz erscheint am
Ausgang des Radars und kann zur Detektion
von Objekten und deren Relativgeschwindigkeit,
ermittelbar über die
Bestimmung der Frequenzdifferenz,
herangezogen werden. Mathematisch
muss das Ausgangssignal des Radars
aus dem Zeitbereich in den Frequenzbereich
transformiert werden. Diese
Fouriertransformation zur Datenauswertung
wurde bei unserem Fahrradradar
mit MatLab implementiert.
Erste Tests im realen Verkehr
Was passiert, wenn beispielsweise ein
Stadtbus zum Überholen ansetzt, haben
wir bei einer Probefahrt mit der Webcam
aufgezeichnet. Der Radarsensor
liefert zwei Ausgangssignale: ein starkes
positives Signal, das ein sich näherndes
Objekt repräsentiert und in unserem
Fall von dem Bus stammt, sowie ein
kleines negatives Signal, das ein sich
entfernendes Objekt repräsentiert und
mit Reflexionen von der Straßenoberfläche
zusammenhängt (Straßenclut-
Beim realen Überholvorgang durch einen Bus liefert der Radarsensor zwei
Ausgangssignale: ein starkes positives Signal, das vom sich nähernden Bus
(Originalaufnahme) stammt, und ein kleines negatives Signal vom sich entfernenden
Objekt, das das Fahrrad repräsentiert. Die Aufzeichnungen stammen
von der hinten am Fahrrad montierten Web-Kamera (links oben).
ter). Unser Radarsensor kann somit
auch über Reflexionen von der Straßenoberfläche
die Eigengeschwindigkeit
des Fahrrades messen.
Derzeit wird die Signalverarbeitung auf
einem Mikrocontroller / DSP portiert,
um einen Standalone-Sensor zu entwickeln.
Dieser soll für längere Fahrten
straßentauglich sein. Zudem wurde
ein miniaturisierter Radarsensor in das
Rücklicht eines Fahrrads integriert. Solche
Designstudien sind wichtig für die
Akzeptanz und Marktdurchdringung
einer neuen Idee, die in Zukunft die
Sicherheit von Zweirädern im Straßenverkehr
erhöhen kann. Thomas Walter
Professor Dr.-Ing. Thomas Walter ist Leiter des Instituts für
Angewandte Forschung und bekleidet seit 2005 die Professur
für Mikrosystemtechnik und Nanotechnologie an der Hochschule
Ulm. An der Entwicklung des Fahrradradars haben
Thomas Held und Steffen Lutz mitgewirkt. •
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