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Das Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie IDMT hat gemeinsam mit der Pan Acoustics GmbH aus Wolfenbüttel das Forschungsprojekt »lokalRAIN« gestartet. Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines akustischen Regensensors und eines kostengünstigen Sensornetzwerks zur präzisen Erfassung und Übertragung von Niederschlagsdaten in Echtzeit. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert und läuft seit Oktober 2024 bis Juni 2026.
Die präzise Erfassung von Niederschlägen stellt eine erhebliche Herausforderung dar, weshalb nur für ausgewählte Standorte mit Wetterstationen verlässliche Niederschlagsdaten vorliegen. Diese Lücke in der Datenerfassung führt zu ungenauen Wetterprognosen und erschwert ein schnelles und zielgerichtetes Handeln bei extremen Wetterereignissen wie Starkregen. Um Hochwasserkatastrophen durch Starkregen wie 2021 im Ahrtal oder 2002 in Sachsen und Thüringen zu vermeiden, benötigen Kommunen, Stadtplaner und der Katastrophenschutz genaue und flächendeckende Niederschlagsdaten. Damit können Überschwemmungsgebiete gezielt geplant und überwacht werden.
+++Entwicklung eines akustischen Echtzeit-Regenmessverfahrens+++
Die Forschungspartner im Projekt »lokalRAIN« wollen sich diesen Herausforderungen annehmen und ein akustisches Regenmessverfahren für den Einsatz auf Oberflächen entwickeln. Die Idee ist es, die akustischen Schwingungen, die beim Aufprall der Regentropfen auf Oberflächen entstehen, mit Schwingungsaufnehmern zu erfassen und mit Methoden des maschinellen Lernens und Deep Learning in Echtzeit auszuwerten.
Basierend auf dieser Idee wollen die Forschenden am Beispiel eines Photovoltaikmoduls ein neues Sensorsystem zur Erfassung und Analyse von räumlich verteiltem Niederschlag entwickeln. Dafür soll neben einer Technologie für effizientes maschinelles Lernen auch eine kosten- und energieoptimierte Rechenhardware für den Einsatz in der Sensorik entwickelt werden.
Wichtig ist auch die zuverlässige Übertragung der erfassten Niederschlagsdaten von den einzelnen Sensorknoten über vernetzte Infrastrukturen bis zum Server. Auf dem Server werden die Daten dann hinsichtlich der Niederschlagsparameter wie Menge, Tropfengröße und räumliche Verteilung zusammengeführt und in Echtzeit für Vorhersagen ausgewertet.
+++Einsatzmöglichkeiten von lokalRAIN+++
Jakob Bergner, Projektleiter am Fraunhofer IDMT, erläutert einige konkrete Einsatzmöglichkeiten von lokalRAIN: »Durch die flächendeckende Erfassung von Niederschlagsdaten können nicht nur Wetterdienste genauere Prognosemodelle entwickeln. Bei Starkregenereignissen können die örtlichen Regenmengen auch in Echtzeit dargestellt werden, um Katastrophenschutzmaßnahmen gezielt zu planen. Auch Versicherungen erhalten detaillierte Informationen zur Risikoeinschätzung und landwirtschaftliche Betriebe können ihre Bewässerungsstrategien optimieren, was wiederum zur Effizienzsteigerung und Ressourcenschonung beiträgt«.
+++Beiträge der Projektpartner+++
Das Fraunhofer IDMT ist im Projekt für die akustische Detektion von Niederschlagsereignissen zuständig. Dabei wird mit Signalverarbeitung und Methoden des maschinellen Lernens die Wechselwirkung zwischen Schwingungen, ausgelöst durch Regentropfen, und der Menge, Intensität und Zusammensetzung von Niederschlägen untersucht.
Zudem werden passende akustische Sensorikkonzepte entwickelt, um eine integrierte Verarbeitung und Analyse der aufgenommenen akustischen Signale zu ermöglichen. Durch Vernetzung einzelner Sensorknoten wird die Erstellung präziser Aussagen zu lokalen Niederschlagsdaten in Echtzeit ermöglicht.
Für die Hardware-Entwicklung der Sensorknoten und die drahtlose Datenübertragung ist die Pan Acoustics GmbH verantwortlich.
+++Über das Fraunhofer IDMT+++
Am Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie IDMT arbeiten die Expertinnen und Experten an der sicheren und effizienten KI-basierten Erkennung und Klassifizierung von Audio- und Videodaten. Unter anderem werden akustische Sensortechnologien entwickelt, um Geräusche präzise zu erfassen und auszuwerten. Dadurch eröffnen sich vielfältige Einsatzmöglichkeiten für die automatisierte akustische Überwachung in Bereichen wie Naturereignisse, Produktion, Biodiversität, Meerestechnik, Logistik, Bau oder Transport. Ziel ist es, intelligente Sensorkonzepte zu entwickeln, die sich automatisch an unterschiedliche Messumgebungen anpassen und mit geringem Messaufwand qualitativ hochwertige Daten erzeugen.
+++Über die Pan Acoustics GmbH+++
Die Pan Acoustics GmbH mit Sitz in Wolfenbüttel entwickelt und produziert seit über 20 Jahren hochwertige Lautsprechersysteme für verschiedene Anwendungen in Beschallung, Konferenztechnik und Medientechnik. Das Unternehmen legt Wert auf Klangqualität, intelligente Technologie und nachhaltige Produktion. Weltweit setzen Kunden aus den Bereichen Kultur, Bildung, Industrie und öffentliche Einrichtungen auf die Lösungen des Unternehmens.
Jakob Bergner jakob.bergner@idmt.fraunhofer.de
https://www.idmt.fraunhofer.de/de/Press_and_Media/press_releases/2025/akustische...
Feldtest mit mehreren Photovoltaikelementen. Ein konventioneller Niederschlagstrichter (links im Bil ...
Stefanie Theiß
Fraunhofer IDMT
Criteria of this press release:
Business and commerce, Journalists, Scientists and scholars
Information technology, Oceanology / climate
transregional, national
Research projects
German
Feldtest mit mehreren Photovoltaikelementen. Ein konventioneller Niederschlagstrichter (links im Bil ...
Stefanie Theiß
Fraunhofer IDMT
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