PLATON: 3D-Radarsensorik und KI für effiziente Anwendungen

Forschungsprojekt
PLATON

In PLATON wird erforscht, wie 3D-Radarsensorik in mehreren Zeitfenstern und räumlichen Ausprägungen mit künstlicher Intelligenz ausgewertet und Ergebnisse für Anwendungen bereitgestellt werden können. Das Spektrum der Anwendungen reicht von extrem kleiner Latenz für Sicherheitsanwendungen (Hinderniserkennung) mit wenig räumlicher Auflösung bis zu extrem verteilter und hochauflösender 3D Rekonstruktion.

3D Radartechnik ist besonders daten- und energiesparsam sowie günstiger als herkömmliche LIDAR Verfahren und verspricht für diverse Anwendungsbereiche, z.B. in der Intralogistik und dem autonomen Fahren, erhebliche Vorteile.

Genauer soll in PLATON eine integrierte Sensor- und Verarbeitungsplattform entworfen, implementiert und evaluiert werden, die in Verbünden dynamisch Verarbeitungslasten verteilen und energiesparend arbeiten kann. Diese Plattform ermöglicht die gleichzeitige Ausführung von mehreren KI-Prozessen, die in einer Simulation für die virtuelle Inbetriebnahme End-to-End trainiert werden können. Das Nutzerinterface wird im Training mit berücksichtig.

Motivation

Zukunftsträchtige Anwendungen wie intelligente, fahrerlose Transportsysteme ohne, Infrastrukturanforderungen oder hochauflösende bildgebende Inspektion von laufenden Windkraftanlagen mit Drohnen haben sehr hohe Anforderungen an nötige 3D Sensorik sowie KI-basierte Auswertungs- und Steuerungssysteme. Oft kommen optische Systeme zum Einsatz, die aber generell nicht sicherheitszertifiziert oder datensparsam im Sinne des Datenschutzes sind. Des Weiteren werden KI Systeme oft zentral oder lokal ausgeführt, aber nicht adaptiv verteilt zwischen mehreren Geräten.

Vielen Anwendungen im Bereich Mehrrobotersysteme würden von einem effizienten verteilten System für die 3D Umgebungsanalyse mit sicherheitskritischen und – unkritischen KI-basierten Workloads extrem profitieren.

Ziele

Zertifiziertes
3D Radar

Radar als Sensormodalität ist sicher und hat eine lange Historie im Luftfahrt- und Automobilbereich. Durch Synthetic Aperture Radar (SAR) können höhere Auflösungen erreicht werden.

Vorabtraining des
KI Models

Radar als Sensormodalität ist sicher und hat eine lange Historie im Luftfahrt- und Automobilbereich. Durch Synthetic Aperture Radar (SAR) können höhere Auflösungen erreicht werden.

Network First
Philosophie

Radar als Sensormodalität ist sicher und hat eine lange Historie im Luftfahrt- und Automobilbereich. Durch Synthetic Aperture Radar (SAR) können höhere Auflösungen erreicht werden.

PLATON beruht auf einem kombinierten Hard- und Softwarekonzept. Zum einen wird Radar als Sensormodalität gewählt, da aus der langen Historie dieser Modalität im Luftfahrt- und Automobilbereich viel Wissen und Methode, grade im Bereich Sicherheitstechnik, in die Domäne der intelligenten mobilen Robotersysteme übertragen werden kann. Durch ausgereifte Signalverarbeitungsansätze wie Synthetic Aperture Radar (SAR) können kooperierende Roboterteams in der Summe viel höhere Auflösungen erreichen als einzeln möglich. Um schnell industrielle Anwendungen in Betrieb nehmen zu können, wird ein digitaler Zwilling des Sensorsystems erstellt um für Industrieanlagen schon während der Planungsphase repräsentative Sensordaten zu erhalten, z.B. um Lokalisierungsverfahren vorzutrainieren.

Anwendungs-
gebiete

Um mehrere KI-Workloads mit verschiedenen Echtzeitanforderungen zu ermöglichen, werden die Berechnungen nicht nur im Raum auf mehrere Geräte, sondern auch in der Zeit auf mehreren Zeitskalen verteilt. Dies erlaubt z.B. die Ausführung von einer sicherheitskritischen Hinderniserkennung, die zwar schnell und sicher aber nicht sehr hochauflösend agieren muss, neben einer 3D Kartierung, die zwar höher aufgelöst und verteilt aber nicht in Echtzeit laufen muss.