Technologie
Vom Mikrofon bis zur Entscheidung
CUSMOS entwickelt Sensorhardware, Mikrofonarray, Edge-KI und Datenstruktur selbst. Die Leistung prüft das Unternehmen unter realen Einsatzbedingungen, nicht nur im Labor.
Edge-KI-Schallsensor
Aufbau
Der Sensor wertet Schall direkt im Gerät aus, deshalb müssen nicht alle Geräusche auf einen Server. Das Solarpanel ist in das Gerät integriert. Damit sind weniger Arbeiten für die Stromversorgung nötig.
Zum Vergleich: Eine automatische Messstation ist teuer und deckt einen Radius von 500 m ab. Der Sensor ist kleiner und lässt sich an vielen Orten an vorhandenen Masten montieren.
Tabelle 1 nennt die sechs Funktionen des Sensors. Angaben zu Abmessungen, Gewicht und Schutzart fehlen noch. Die technischen Daten für die Planung stehen auf der Startseite in Kapitel 4.
Tabelle 1: Funktionen des Sensors
| Merkmal | Wert | Quelle/Stand |
|---|---|---|
| Erfassung | Dauerbetrieb rund um die Uhr, ohne Personal vor Ort | CUSMOS, Stand Okt. 2026 |
| Ortung | Position und Richtung der Schallquelle | CUSMOS, Stand Okt. 2026 |
| Klassifikation | Motorradlärm, Hupen, Baustellenlärm, Auffälligkeiten an Anlagen | CUSMOS, Stand Okt. 2026 |
| Verarbeitung | Auswertung im Gerät, die KI läuft direkt auf dem Sensor | CUSMOS, Stand Okt. 2026 |
| Multimodal | Gemeinsame Auswertung mit Videodaten | CUSMOS, Stand Okt. 2026 |
| Datenauswertung | Auswertung nach Gebiet und Tageszeit über die gesammelten Daten | CUSMOS, Stand Okt. 2026 |
Abbildung 1: Edge-KI-Schallsensor
Mikrofonarray
Anordnung der Mikrofone
Nicht jeder Standort braucht dieselbe Anordnung. Abstand der Mikrofone und Signalverarbeitung richten sich danach, welche Geräusche am Standort erfasst werden sollen. Tabelle 2 zeigt die drei Anordnungen.
Von den Felddaten bis zur Leistungsprüfung
- SCHRITT 1
Felddaten erheben
Schalldaten werden an echten Standorten gesammelt, etwa in Siheung.
- SCHRITT 2
Signalverarbeitung und KI verbinden
Die Signalverarbeitung des Arrays ermittelt die Position. Ein KI-Modell ordnet die Geräusche Klassen zu.
- SCHRITT 3
Leistung nach festgelegtem Prüfverfahren prüfen
Die Genauigkeit der Klassifikation wird nach einem vorab festgelegten Prüfverfahren gemessen.
Tabelle 2: Mikrofonabstand nach Ort und Geräuschart
| Merkmal | Wert | Quelle/Stand |
|---|---|---|
| Weiter Abstand | Die Richtung ferner und tiefer Geräusche lässt sich genauer bestimmen. Geeignet für breite Straßen und offene Flächen. | CUSMOS, Stand Okt. 2026 |
| Enger Abstand | Hohe und nahe Geräusche lassen sich genau erfassen. Die Bauform bleibt klein, sodass der Sensor an vielen Standorten passt. | CUSMOS, Stand Okt. 2026 |
| Kombiniert | Weite und enge Abstände werden kombiniert, wenn an einem Ort mehrere Geräuscharten gleichzeitig auftreten. | CUSMOS, Stand Okt. 2026 |
Abbildung 2: Prototyp mit Mikrofonarray und Kamera
Verarbeitung und Übertragung
Prinzip
Geht jede Aufnahme auf einen Server, steigen Übertragungs- und Speicherkosten mit jedem Gerät. Der CUSMOS-Sensor wertet vor Ort aus. Übertragen werden nur die Analyseergebnisse und das Originalsignal des Ereignismoments.
Tabelle 3 zeigt das Datenvolumen eines Sensors pro Tag. Es handelt sich um einen Rechenwert. Die tatsächliche Einsparung bei der Übertragung hängt von Tarif und Betriebsbedingungen ab. Der Kommunikationsweg ist noch nicht angegeben.
Tabelle 3: Datenvolumen eines Sensors pro Tag
| Merkmal | Wert | Quelle/Stand |
|---|---|---|
| Dauerübertragung der Rohaudiodaten | 2,76 GB | Rechenwert von CUSMOS. Annahmen: 16 kHz, 16 Bit, Mono, 24 Stunden |
| Übertragung nach Vorauswahl | 147 MB | Rechenwert von CUSMOS. Übertragen werden 5 % der Rohdaten und die Analyseergebnisse |
| Rechnerische Einsparung | rund 95 % | Rechenwert. Die tatsächliche Einsparung hängt von Tarif und Betriebsbedingungen ab |
Übertragen werden 5 % der Rohdaten, also das Originalsignal des Ereignismoments, und die Analyseergebnisse. Quelle: Rechenwert von CUSMOS mit den Annahmen aus der Tabelle.
Kontextdaten
Schall, Ort und Entscheidung in einem Datensatz
Ein Dezibelwert allein sagt nicht, warum ein Geräusch stört. CUSMOS speichert Ort, Zeit und Prüfergebnis zusammen. Bei einem ähnlichen Fall später liegt damit ein früherer Vorgang als Vergleich vor. Tabelle 4 nennt die vier Bestandteile eines Datensatzes.
Tabelle 4: Bestandteile eines Datensatzes
| Merkmal | Wert | Quelle/Stand |
|---|---|---|
| Beobachtung | Geräuschart, Pegel, Ort und Zeitpunkt | CUSMOS, Stand Okt. 2026 |
| Umgebung | Wohngebiet, Schule, Straße und andere Orte in der Nähe | CUSMOS, Stand Okt. 2026 |
| Bewertung | Prüfergebnis der zuständigen Stelle und Verlauf der Maßnahmen | CUSMOS, Stand Okt. 2026 |
| Kennzahlen | Lärmbelastung nach Gebiet und Wirkung von Maßnahmen | CUSMOS, Stand Okt. 2026 |
Welcher Aufbau braucht Ihr Standort?
Beschreiben Sie Standort, Geräuscharten und Ziel der Messung. Wir schlagen Ihnen dann einen passenden Aufbau vor.