Intelligente Gesichtserkennung soll künftig bei der Unfallvermeidung helfen

In Bezug auf eine erweiterte Sicherheit und auch im Hinblick auf autonome Fahrkonzepte ist die Automobilindustrie stark daran interessiert, Situationen im Straßenverkehr frühzeitig und umfassend einschätzen zu können. Forscher der Universitäten Stanford und Cornell kommen diesem Ziel mit einem neuen Projekt jetzt deutlich näher. Sie bringen intelligenten Systemen bei, im Gesicht des Fahrers zu lesen.

Assistenzsysteme haben die Realität des Autofahrens stark verändert

Wenn wir heute in ein modernes Fahrzeug einsteigen, dann werden wir am Steuer von einer Vielzahl von Fahrerassistenzsystemen unterstützt, die wir oft kaum bemerken. Es handelt sich hierbei um elektronische Zusatzeinrichtungen, mit denen die Sicherheit und der Komfort beim Fahren erhöht werden sollen und die teilweise auch ökonomische Funktionen erfüllen.

Entsprechende Systeme greifen teilautonom oder autonom in den Antrieb, die Steuerung oder die Signalisierungseinrichtungen von Fahrzeugen ein. Ihre Aufgabe besteht meist darin, den Fahrer zu warnen, ohne ihm die Verantwortung für die Situation zu nehmen oder ihn zu entmündigen. Als besonders schwierig erweist sich hierbei die Erkennung und Einschätzung von gefährlichen Situationen und von Objekten und die Interpretation dessen, was aktuell um das Fahrzeug herum geschieht.

Klassische Fahrerassistenzsysteme arbeiten in diesem Zusammenhang vor allem mit Sensoren, Radar, Lidar oder Kameras und es scheint, als würden die Anwendungsmöglichkeiten angesichts der bisher eingesetzten Technologien allmählich an ihre Grenzen stoßen.

Ein Forschungsprojekt beobachtet das Gesicht des Fahrers

Auto überwacht das Gesicht des Fahrers per Gesichtserkennung via Brain4Cars

Genau das will eine Gruppe von Forschern der US-Universitäten Stanford und Cornell jetzt ändern. Unter dem Arbeitstitel Brain4Cars arbeiten die Wissenschaftler an einer neuartigen Technologie, die in Bezug auf die Einschätzung von Verkehrssituationen ganz neue und innovative Wege beschreitet. Das angestrebte System basiert auf der Beobachtung der Bewegungen des Fahrers und konzentriert sich dabei vor allem auf das Gesicht. Durch mimische Veränderungen und Bewegungen des Kopfes soll frühzeitig erkannt werden, was der Fahrer beabsichtigt. In der Folge würden die Systeme im Fahrzeug dann in die Lage versetzt, rechtzeitig zu agieren und nicht nur auf Ereignisse zu reagieren, die bereits eingetroffen sind.

Bislang haben die Forscher ihre Technologie mit insgesamt zehn Fahrern und auf einer Strecke von rund 1.900 Kilometern getestet. Die Probeläufe fanden dabei sowohl im Stadtverkehr als auch auf Autobahnen statt. Ziel dieser Projektphase war, herauszufinden, welche konkreten Bewegungen des Fahrers einem bestimmten Manöver vorausgehen. Und bereits in dieser frühen Phase der Forschung haben die Wissenschaftler eine positive Prognosequote in Höhe von mehr als 75 Prozent erreichen können. Im Durchschnitt konnte das eingesetzte System dabei die Absicht zu einem bestimmten Fahrmanöver bereits rund 3,5 Sekunden vorab einschätzen. Zeit genug, um entsprechende Systeme sinnvoll und zutreffend reagieren zu lassen.

Möglichkeiten, Chancen und Probleme der neuen Technologie

Die konkreten Einsatzmöglichkeiten dieser Art der Gesichtserkennung im Fahrzeug sind sehr vielseitig und umfassen zahlreiche Fahrsituationen. Besonders interessant sind hierbei Situationen, in denen der Fahrer bei höheren Geschwindigkeiten die Spur wechseln will. Genau dabei kommt es nämlich verstärkt zu Unfällen, die durch entsprechende Warnungen oder sogar aktive Eingriffe in die Fahrzeugsteuerung vermieden werden könnten. Aktuell müssen sich Fahrerassistenzsysteme darauf beschränken, tatsächliche Lenkbewegungen, Veränderungen der Fahrzeugposition, Abstände zu anderen Objekten oder die Betätigung des Blinkers zu interpretieren, um zu erkennen, dass der Fahrer gerade im Begriff ist, einen Spurwechsel vorzunehmen. Abgesehen von der großen Ungenauigkeit geeigneter Sensoren ist es, wenn der Spurwechsel bereits eingesetzt hat, ohnehin meist zu spät, um einen möglichen Unfall noch zu vermeiden.

Neues Gesichtserkennungssystem im Video vorgestellt

Setzt man stattdessen die Gesichtserkennung ein und stellt damit bereits mehrere Sekunden vor der eigentlichen Aktion fest, dass der Fahrer einen Spurwechsel beabsichtigt, stehen wesentlich bessere und wirksamere Möglichkeiten zur Verfügung, einzugreifen oder den zumindest Warnungen auszulösen.

Auch in Unfallsituationen selbst kann man das Prinzip der Gesichtserkennung sehr sinnvoll einsetzen. Erkennt man an Mimik oder Kopfbewegungen bereits im Vorfeld, das es mit hoher Wahrscheinlichkeit zu einem Unfall kommen wird, dann können zum Beispiel Gurte frühzeitig gestrafft oder andere Maßnahmen eingeleitet werden. Diese sind in der aktuellen Situation an den eigentlichen Aufprall gekoppelt und damit in ihrer Wirksamkeit häufig stark beschränkt.

Aber auch in harmloseren Situationen kann man sich die Gesichtserkennung im Fahrzeug innerhalb sehr komfortabler Konzepte gut vorstellen. Eine Einsatzmöglichkeit wäre zum Beispiel ein Navigationsgerät, das selbständig erkennt, wenn der Fahrer plant, falsch abzubiegen. Es könnte in dieser Situation aktiv warnen, anstatt erst nach dem Fehlverhalten zu reagieren. Ein Navigationsgerät, dass den Fahrer darauf aufmerksam macht, dass er gerade im Begriff ist, die falsche Abzweigung zu wählen, würde den Fahrkomfort mit Sicherheit erheblich erhöhen.

Im Moment beschäftigen sich die Forscher von Stanford und Cornell damit, die Treffergenauigkeit der Voraussagen zu erhöhen. Möglich wäre hierbei, im Rahmen künftiger Versuchsreihen anstelle einzelner Kameras auf eine Stereo- oder 3D-Beobachtung zu setzen. Eine Kopplung der Technologie mit anderen Fahrzeugdaten oder mit GPS-Informationen steht ebenfalls auf der Agenda der Wissenschaftler. Ab welchem Zeitpunkt solche Systeme bei entsprechenden Herstellern und anderen Lieferanten erhältlich sein werden, lässt sich heute noch nicht abschließend beurteilen. Allzu lange wird es wohl nicht mehr dauern, bis die Gesichtserkennung Einzug in moderne Fahrzeuge hält.