Autofahrer unter Kontrolle

KI checkt Vitalparameter

Datum:04.09.2023
Autor(en):Jürgen  Hill

Das Fraunhofer IMS stellt auf der Münchner IAA einen Fahzeugsimulator vor, bei dem die kontaktlose Erkennung von Vitalparametern erlebbar ist.
Foto: Fraunhofer IMS, Thomas Knieling

Die Mobilität der Zukunft soll sicherer werden. Dazu hat das Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS¹ entsprechende KI-Algorithmen entwickelt. Um die Sicherheit in Verkehrsmitteln zu erhöhen, erfassen optische Sensoren Vitaldaten wie Herz- oder Atemfrequenz. Diese werden dann von den KI-Algorithmen ausgewertet.

In Cabin Sensing wird Pflicht

Pure Science-Fiction? Mitnichten, denn ab Juli 2024 schreibt die General Safety Regulation 2 (GSR 2)² für alle in der EU neu zugelassenen Fahrzeuge so genannte In-Cabin-Sensing³-Systeme vor. Kameras sollen dann erkennen, ob ein Fahrer müde ist. In einem zweiten Schritt müssen die Systeme detektieren können, ob ein Fahrer abgelenkt ist.

KI erfasst Herzschlag

Was liegt also näher, als diese Kamerasysteme für zusätzliche Messmöglichkeiten zu verwenden? Was in Verbindung mit KI noch alles möglich ist, erklärt Christian Wiede, Leiter Embedded AI am Fraunhofer IMS: "Eine intelligente Bild- und Signalverarbeitung gepaart mit KI-basierten Algorithmen extrahiert winzige Intensitätsänderungen oder Mikrobewegungen auf der Haut oder am menschlichen Körper. Aus den gewonnenen Signalen können letztlich Vitalparameter wie Herz- und Atemfrequenz extrahiert werden."

Vitalparameter wie Herzrate oder Respirationstrate können kontaklos mittels einer Kamera im Fahrzeuginnenraum erfasst werden.
Foto: Fraunhofer IMS, Anne Smets

So lässt sich die Atemfrequenz von Personen über kleinste Bewegungen des Brustkorbs sichtbar und messbar machen. Das weniger bekannte optische Phänomen der Photoplethysmographie⁴ bietet hingegen die Möglichkeit, die Herzfrequenz zu erfassen. Dieses Phänomen wird durch die Kontraktion des Herzens ausgelöst und sorgt für sehr subtile Helligkeitsänderungen auf der Haut. Mit bloßem Auge nicht sichtbar können diese Änderungen durch normale Kameras dennoch detektiert werden.

Kein Alkohol am Steuer mehr?

Denkbar ist auch, dass solche Systeme in Zukunft um weitere Parameter wie Blutdruck, Stresssymptome, alkoholbedingte Intoxikation und vieles mehr ergänzt werden. Dazu hat das Fraunhofer IMS eine modulare Softwarebibliothek entwickelt, welche sich unkompliziert in bestehende Anwendungen und Assistenzsysteme im Fahrzeug integrieren lassen soll.

Notfällen am Steuer vorbauen

Neben dem gesundheitlichen Monitoring, das im besten Falle medizinische Notfälle vorhersieht und so Unfälle vermeidet, sieht Fraunhofer noch eine andere Anwendung. Mit der Technik könnten auch Komfortfunktionen wie Temperatur, Sound- und Lichtregelung noch besser auf den Fahrer abgestimmt werden und so ein besseres Fahrerlebnis bieten.

Da die kamerabasierte Messung kontaktlos erfolgt, ist auch kein aktives Eingreifen des Fahrers erforderlich. Aus Sicht von Fraunhofer sorgt dies nicht nur für mehr Komfort, sondern könnte auch die Akzeptanz für den Einsatz solcher Systeme erhöhen.

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