Intelligente Ampel für Fußgänger

Automatisch auf grün: In Wien werden demnächst mitdenkende Fußgängerampeln den Verkehr regeln. Dank lernfähiger Algorithmen und Kamera erkennen diese Ampeln selbstständig, ob Fußgänger die Straße überqueren wollen und schalten dann auf Grün. Gegenüber den klassischen Druck-Ampeln verringert dies die Wartezeit und sorgt für einen besseren Verkehrsfluss. 2020 sollen die ersten dieser intelligenten Ampeln in Wien installiert werden.

An vielen Fußgängerüberwegen großer Straßen sollen Druckknopf-Ampeln Passanten die sichere Überquerung der Straße ermöglichen. Das Problem nur: Bis diese Ampeln nach Knopfdruck auf Grün schaltet, dauert es einige Zeit – und das warten viele Fußgänger nicht ab. Sie gehen in eine andere Richtung weiter oder queren die Straße bei Rot. Als Folge stehen Autofahrer oft umsonst vor der roten Ampel.

Lernfähiger Algorithmus erkennt Absicht der Fußgänger

Diesen Ärger soll nun ein mitdenkendes Ampelsystem beseitigen. Das von Horst Possegger und seinem Team von der TU Graz entwickelte System erkennt selbständig, wenn Fußgänger die Straße überqueren wollen und schaltet dann automatisch auf Grün. Die Basis dieser intelligenten Ampeln bilden lernfähige Algorithmen, die anhand globaler Bewegungsmodelle und aufgezeichneter Daten gelernt haben, den Querungswunsch von Fußgängern zu erkennen.

Zentrales Element ist eine an der Ampel montierte Kamera. Sie nimmt alle Personen innerhalb eines acht mal fünf Meter großen Bereiches wahr und kann anhand ihrer Körpersprache und Bewegung erkennen, wer die Straße queren möchte. „Für eine erste Intentionsschätzung benötigt das System eine Sekunde – verlässlich ist die Schätzung schon nach zwei Sekunden“, erklärt Possegger.

Schnellere und flexiblere Grünschaltung

Anschließend meldet das System den Kreuzungswunsch an den Ampel-Controller. Dieser entscheidet – genau wie beim herkömmlichen Drucktastersystem – wann die Ampelschaltung erfolgt. „Mit der derzeitigen Konfiguration meldet unser System den Kreuzungswunsch drei bis vier Sekunden bevor der Druckknopf betätigt wird“, so Possegger. Damit reduziert es unangenehme Wartezeiten und verflüssigt den motorisierten Stadtverkehr.

Ein weiterer Vorteil: Das intelligente Ampelsystem ist flexibel: „Bei größeren Personengruppen kann die Grünphase automatisch verlängert werden, da diese mehr Zeit benötigen, um die Straße zu queren“, erklären die Forscher. „Und wenn Personen den Wartebereich vorzeitig verlassen, wird das an die Ampel gemeldet. Diese leitet folglich keine Grünphase ein und es kommt zu keinen unnötigen Wartezeiten für den motorisierten Verkehr.“

Einsatz ab 2020 geplant

Sorgen hinsichtlich des Datenschutzes kann Possegger entkräften. Die Bilddaten seien zwar zwingend notwendig, um Fußgänger – darunter auch Kinder, sowie Personen mit Regenschirmen oder Kinderwägen – detektieren zu können. Die Bilder werden hierfür aber direkt lokal analysiert und verlassen die Kamera nicht, wie die Forscher erklärt. Das Ampelsystem arbeite ausschließlich mit geometrischer Information, aus der es den Kreuzungswunsch ableite.

Bis Ende 2020 sollen die intelligenten Fußgängerampeln an ausgewählten Standorten im Wiener Stadtgebiet die herkömmlichen Druckknopf-Ampeln ersetzen. Bewährt sich das System, werden langfristig dann alle gut 200 Druckknopf-Ampeln durch die neue Technik ersetzt.

Quelle: Technische Universität Graz