EPFL-Forscher entwickeln Programm zur Echo-Ortung

EPFL-Forscher entwickeln Programm zur Echo-Ortung

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Teaserbild-Quelle: Lobo, wikimedia, CC
Durch ein blosses Fingerschnippen die Form eines Raumes erkennen - über diese Fähigkeit verfügen manche Blinde. Aber auch Fledermäuse und Delfine können sich mit Hilfe von Schallwellen, die sie aussenden, orientieren. Forscher der ETH Lausanne (EPFL) entwickelten ein Programm, welches dies ebenfalls kann. Anwendungsmöglichkeiten gibt es einige. Etwa in der Architektur, der Ortung von Innenräumen und in der Forensik.
 
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Delfine und Fledermäuse lieferten die "Vorlage" für das Programm.
 
Mit nur vier Mikrophonen konnte das Team um Martin Vetterli von der EPFL die dreidimensionale Form des Raumes rekonstruieren. Dies schreibt die EPFL in ihrer Medienmitteilung. Bei einem einfach geformtem Raum gelänge dies auf ein paar Millimeter genau, sagt Erstautor Ivan Dokmani vom Audiovisual Communications Laboratory. „Jedes Mikrophon nimmt den direkten Klang der Tonquelle auf, sowie das Echo von den verschiedenen Wänden.“  Wie die Forscher berichten, müssen für die Echolokation die Mikrophone nicht einmal sorgfältig platziert sein. Das Programm vergleicht die Signale aller Mikrophone. Aus den winzigen Zeitverzögerungen zwischen den Signalen lässt sich dann die Distanz zwischen den Mikrophonen und deren Abstand von den Wänden und der Tonquelle berechnen. Laut EPFL ist es damit erstmals gelungen, diverse Echos rechnerisch auseinander zu halten.

Test in der Kathedrale von Lausanne

Das Rechenmodell erkennt dank eines mathematischen Tricks, ob das Echo zum ersten oder zweiten Mal von der Wand abprallt und kann so den individuellen Klang jeder Wand bestimmen. Dies gelang nicht nur in einem Laborraum mit verschiebbaren Wänden an der EPFL, sondern auch gemäss EPFL recht gut in einem sehr komplexen Raum, einem Alkoven der Kathedrale Lausanne.
 
Weitere Tests mit mehr Mikrophonen würden wahrscheinlich bessere Resultate liefern, heisst es in der Mediemitteilung der EPFL. Die Forscher sehen bereits zahlreiche Anwendungen ihrer Echolokations-Software: Architekten könnten sie für das Design von Räumen mit spezieller Akustik benützen, wie Konzerthallen oder Hörsälen. Zudem könnte das Programm Forensikern beim Aufklären von Verbrechen helfen: Die Ermittler könnten die Form des Raumes bestimmen, aus der jemand anruft, und so seine Position fest stellen. Auch bei der Handyortung im Inneren von Gebäuden, wo GPS-Signale oft schlecht funktionieren, liesse sich die Software einsetzen. (mai/sda)