Forschungsteam der Ohm entwickelt intelligentes Sonarsystem

Im Forschungsprojekt „KI für Sonargeräte“ (KI-S) hat ein Team der Technischen Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm (Ohm) gemeinsam mit der Wasserwacht Bayern ein KI-gestütztes System entwickelt, das Personen im Wasser zuverlässig identifizieren kann. Ziel ist es, Einsatzkräfte bei der Suche nach vermissten Personen zu unterstützen und Rettungseinsätze effizienter zu gestalten.

Gemeinsam mit der Wasserwacht zeigen die Projektbeteiligten am Baggersee in Hersbruck, wie das KI-System in realen Einsatzsituationen funktioniert: Die Einsatzkräfte bergen eine Sonarübungspuppe. 

Foto: Doris Keßler

Um vermisste oder gefährdete Personen im Wasser zu orten, werten Einsatzkräfte Sonar-Scans der Unterwasserumgebung aus. Diese Analyse ist komplex und setzt bei den Einsatzkräften viel Erfahrung voraus. Das im Projekt entwickelte KI-System unterstützt die Interpretation der Daten und ermöglicht es auch weniger erfahrenen Einsatzkräften, Sonargeräte effektiver einzusetzen. Dadurch können Suchprozesse beschleunigt und Rettungsmaßnahmen schneller eingeleitet werden.

Für die Entwicklung des Systems erfassten Ortsgruppen der Wasserwacht realitätsnahe Suchszenarien in unterschiedlichen Gewässertypen. Der dabei entstandene Datensatz ist der umfangreichste öffentlich verfügbare Datensatz zum Thema Menschensuche mit Side-Scan-Sonar. Dafür versenkten die ehrenamtlichen Einsatzkräfte eine Sonarübungspuppe an einer Leine und zeichneten mit Hilfe eines am Bootsrumpf montierten Sonarsensors Bilddaten auf. Um möglichst realistische Bedingungen abzubilden, wurde die Übungspuppe gezielt neben typischen Objekten am Gewässerboden wie Baumstämmen, Reifen und Steinen platziert. Auf Basis dieses Datensatzes entwickelte und trainierte das Forschungsteam ein KI-Modell, das Personen auf Sonarbildern lokalisieren kann. 

Einsatzkräfte können mit mobilen Endgeräten direkt vor Ort die Auswertung der Sonarbilder vornehmen.
Foto: Doris Keßler

 

In internen Tests erreicht das System eine Erkennungsrate von rund 92 Prozent und reduziert zugleich Falscherkennungen deutlich. So kann die KI typische Objekte am Gewässerboden – etwa Reifen oder Baumstämme – zuverlässig von einer gesuchten Person beziehungsweise der Sonarübungspuppe unterscheiden. Der entwickelte Algorithmus ist auf mobilen Endgeräten nutzbar, sodass Einsatzkräfte die Auswertung direkt vom Ufer aus vornehmen können. Seit einigen Wochen ist das System bereits bei allen beteiligten Ortsgruppen für Testzwecke im Einsatz. Ergänzend hat das Forschungsteam ein Schulungskonzept für die Anwendung entwickelt.

„Mit dem Einsatz von KI können wir die Auswertung von Sonardaten erheblich vereinfachen und beschleunigen. Das entlastet die Einsatzkräfte und kann im Ernstfall entscheidende Zeit sparen“, sagt Projektleiter Prof. Dr. Ramin Tavakoli Kolagari aus der Fakultät Informatik der Ohm. 

Das Forschungsprojekt KI-S, das vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt gefördert wird, läuft noch bis Ende Mai. Die erzielten Ergebnisse bieten jedoch eine vielversprechende Grundlage für mögliche Folgeprojekte im Bereich der KI-gestützten Sonarerkennung. Das Forschungsteam am Ohm hat bereits Anfragen unterschiedlicher nationaler und internationaler Akteure im Bereich der Wasserrettung erhalten. 

Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm