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05.11.2016
Geisterfahrer mit Sensoren in Leitpfosten stoppen (Heinz Schmitz)

Ihre Idee könnte Leben retten: Drei Studenten haben ein solarbetriebenes Sensorsystem entwickelt, das Falschfahrer früh erkennt und Warnungen sowohl an Fahrer als auch Polizei oder Verkehrsfunk veranlassen kann. Der Prototyp wird im oberen Teil eines Leitpfostens installiert und erfasst im Zusammenspiel verschiedener Sensoren vorbeifahrende Autos.

„Vorsicht. Es kommt Ihnen ein Falschfahrer entgegen“: Solche Warnmeldungen sind ein Alptraum für jeden Autofahrer. Immer wieder kommt es zu schweren Unfällen durch Geisterfahrer. Besonders verheerend sind die Folgen auf Autobahnen. Ein Sensorsystem, das drei Studenten gebaut haben, könnte helfen zu verhindern, dass ein Fahrer entgegen der Fahrtrichtung auffährt und außerdem dafür sorgen, dass andere Verkehrsteilnehmer schnell gewarnt werden: „Unser System kann kostengünstig und einfach in die Leitpfosten integriert werden, die alle 50 Meter an Fahrbahnen aufgestellt sind“, erklärt Daniel Gillo, der „Mikrotechnologie und Nanostrukturen“ an der Saar-Uni studiert. Gemeinsam mit seinen Studienkollegen Benjamin Kirsch, ebenfalls „Mikrotechnologie und Nanostrukturen“, und Julian Neu, der Systems Engineering studiert, baute der angehende Ingenieurwissenschaftler einen Prototyp.

Das System beruht auf der Kombination mehrerer Sensoren: „Im oberen Teil des Leitpfostens ist ein Infrarot-Bewegungssensor angebracht. Er erfasst jede Bewegung in einem Umfeld von etwa acht Metern. Dieser Sensor ist im Betrieb ständig aktiv, die Stromversorgung läuft über Solarzellen“, erklärt Gillo. Fährt ein Auto in seinen Bereich, erfasst der Infrarotsensor sofort die Bewegung und aktiviert zwei Ultraschallsensoren: Diese beiden Sensoren sind an den zwei gegenüberliegenden Seiten des Leitpfostens so angebracht, dass das Auto erst am einen, dann am anderen vorbeifährt. „Auf diese Weise kann das System sehr schnell die Richtung erfassen, die das Auto eingeschlagen hat“, erklärt Julian Neu.

Die Messdaten der einzelnen Sensoren laufen hierbei im Mikro-Controller, dem „Gehirn“ des Systems im Innern des Leitpfostens, zusammen, das etwa so groß ist wie zwei Streichholzschachteln: „Hier werden die Informationen ausgewertet und mit mathematischen Algorithmen weiterverarbeitet“, sagt Julian Neu. Verschiedene Filter verfeinern dabei die Messergebnisse und machen sie noch eindeutiger. „Es können unterschiedliche Module angeschlossen werden, je nachdem, wie jetzt reagiert werden soll: Es kann etwa ein Lichtsignal an einem Warnschild ausgelöst werden, ein Notrufsignal gesendet oder eine Warnmeldung per SMS abgesetzt werden“, erklärt Benjamin Kirsch.

Tests auf dem Uni-Campus hat das Sensorsystem erfolgreich bestanden: „Die Werte erhöhen sich ganz charakteristisch, wenn Fahrzeuge vorbeifahren. Wir können diese zweifelsfrei auch von anderen Störungen etwa durch Tiere unterscheiden“, erläutert Benjamin Kirsch. Hierfür haben die Studenten ein zusätzliches Mikrofon im Leitpfosten eingebaut. Auch leise Elektroautos erfasst das System. „Schon allein das Geräusch, das die Reifen beim Fahren auf dem Asphalt verursachen, ist für das System eindeutig“, ergänzt Daniel Gillo.

Die Idee zu ihrer Erfindung kam den Studenten nach einer Vorlesung von Professor Helmut Seidel über Mikromechanik. Hier wurden schon oft die Grundsteine für besondere Prototypen gelegt: Ein anderes Studententeam hat zum Beispiel einen kopfgesteuerten Rollstuhl entwickelt. Am Lehrstuhl von Professor Seidel für Mikromechanik, Mikrofluidik und Mikroaktorik, an dem Daniel Gillo, Julian Neu und Benjamin Kirsch auch als studentische Mitarbeiter schon während ihres Studiums forschen, haben die angehenden Ingenieure ihr Leitpfosten-System auch gebaut und getestet.

Mit ihrem Prototyp „Ghostbuster“ vertreten die Studenten vom 10. bis 11.
November die Universität des Saarlandes beim Cosima-Wettbewerb im Rahmen der „electronica 2016“ in München. Der Studentenwettbewerb, der jedes Jahr vom Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik (VDE) ausgeschrieben wird, soll dazu beitragen, neue Einsatzmöglichkeiten von Mikrosystemen zu finden.
Unterstützt wurden die Studenten bei ihrem Projekt von MESaar, der EXP Tech und dem Landesbetrieb für Straßenbau.

Siehe auch:
http://partner.vde.com/cosima-mems/Pages/Homepage.aspx
http://www.heinz-schmitz.org



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