Fahrerassistenzsysteme mit maschineller Wahrnehmung
von: Markus Maurer, Christoph Stiller
Springer-Verlag, 2005
ISBN: 9783540271376
Sprache: Deutsch
255 Seiten, Download: 7300 KB
Format: PDF, auch als Online-Lesen
Vorwort | 6 | ||
Inhaltsverzeichnis | 10 | ||
Autorenverzeichnis | 12 | ||
Fahrerassistenzsysteme - Von realisierten Funktionen zum vernetzt wahrnehmenden, selbstorganisierenden Verkehr | 15 | ||
1 Motivation | 15 | ||
2 Anforderungen an den Funktionsentwurf | 19 | ||
3 Komponenten und Realisierungsaspekte | 22 | ||
4 Realisierte Fahrerassistenzsysteme | 28 | ||
5 Von vernetzterWahrnehmung zum selbstorganisierenden Verkehrsnetz | 30 | ||
6 Zusammenfassung und Schlussfolgerungen | 32 | ||
Literaturverzeichnis | 32 | ||
Visuelle mobile Wahrnehmung durch Fusion von Disparität und Verschiebung | 35 | ||
1 Einleitung | 35 | ||
2 Sensierung durch einzelne Korrespondenzmerkmale | 36 | ||
3 Merkmalsfusion am Beispiel von Disparität und Verschiebung | 42 | ||
4 Zustandsraummodellierung | 44 | ||
4.1 Formulierung des erweiterten Kalman-Filters | 44 | ||
4.2 Statistischer Objektzuordnungstest durch Residuenanalyse | 47 | ||
5 Merkmalsextraktion | 48 | ||
6 Ergebnisse | 50 | ||
6.1 Synthetische Bildfolge | 50 | ||
6.2 Reale Stereo-Bildsequenz | 50 | ||
7 Schlussbemerkungen und Zusammenfassung | 51 | ||
Literaturverzeichnis | 55 | ||
Informationsfusion für Fahrerassistenzsysteme | 57 | ||
1 Informationsfusion | 57 | ||
1.1 IF/SDF-Prozessmodell | 57 | ||
1.2 IF/SDF-Verfahren | 58 | ||
1.3 Tracking-Verfahren | 62 | ||
2 Fahrerassistenzsysteme | 65 | ||
3 Informationsplattform für Fahrerassistenzsysteme | 67 | ||
Literaturverzeichnis | 70 | ||
Fusionsarchitekturen zur Umfeldwahrnehmung für zukünftige Fahrerassistenzsysteme | 73 | ||
1 Einführung | 73 | ||
2 Grundlagen der Sensordatenfusion und Umfeldmodellierung | 74 | ||
2.1 Fahrzeugumfeldmodell | 74 | ||
2.2 Sensoren zur Fahrzeugumfelderfassung | 75 | ||
2.3 Wirkungsweisen der Sensordatenfusion | 75 | ||
2.4 Multi-Sensor und Multi-Objekt-Tracking | 77 | ||
3 Fusionsstrategien und Fusionsarchitekturen | 79 | ||
3.1 Generelle Systemanforderungen | 79 | ||
3.2 Assoziationslevel | 80 | ||
3.3 Synchrone oder asynchrone Sensorsysteme | 81 | ||
3.3.1 Explizite Fusion im Assoziationsprozess mit synchronen Sensoren | 82 | ||
3.3.2 Implizite Fusion über das Objektmodell mit asynchronen Sensoren | 83 | ||
3.4 Bewertung der Ansätze | 84 | ||
4 Implementationen von Fusionsansätzen | 85 | ||
4.1 Hinderniserkennung | 85 | ||
4.2 Spurerkennung | 86 | ||
4.3 Automatic Cruise Control (ACC) | 87 | ||
4.4 Autonomes Fahren | 87 | ||
4.5 ARGO | 88 | ||
4.6 CHAMELEON | 88 | ||
4.7 CARSENSE | 89 | ||
5 Fusionsarchitektur der Volkswagen Forschung | 90 | ||
5.1 Vorbemerkung und Randbedingungen | 90 | ||
5.2 Sensorik und Vernetzung | 90 | ||
5.3 Kalman.lter zur Sensordatenfusion | 92 | ||
5.4 Sensordatenprädiktion am Beispiel des Fernradars | 94 | ||
5.5 Sensordatenbewertung und Assoziation beim Fernradarsensor | 96 | ||
5.6 Ergebnisse im Versuchsträger | 96 | ||
6 Zusammenfassung und Ausblick | 98 | ||
Literaturverzeichnis | 100 | ||
‘Innervation des Automobils’ und Formale Logik | 103 | ||
1 Einführung | 103 | ||
2 Fahrmanöver | 105 | ||
2.1 „Erkennende und „ausführbare Repräsentationen | 105 | ||
2.2 Erkennung fahrzeugeigener und fahrzeugfremder Fahrmanöver | 106 | ||
2.3 Erkennung und „begrif.iche Beschreibung“ von Fahrmanövern | 107 | ||
2.4 Verben zur Beschreibung von Fahrzeugbewegungen | 107 | ||
3 Hierarchische Situationsgraphen | 108 | ||
3.1 „Generisch beschreibbare Situationen | 109 | ||
3.2 Situationsknoten und Situationsgraphen | 110 | ||
3.3 Detaillierung eines Situationsknotens | 112 | ||
3.4 Weitere Detaillierungsmöglichkeit für einen Situationsknoten | 113 | ||
4 Die SGB-Repräsentationssprache SIT++ | 117 | ||
5 Alternative (partielle) Verhaltensrepräsentationen | 120 | ||
6 Diskussion und Ausblick | 120 | ||
Danksagung | 126 | ||
A Glossar | 126 | ||
Detaillierung | 126 | ||
Detaillierungskante | 126 | ||
FAS | 127 | ||
F–Limette | 127 | ||
Prädiktionskante | 127 | ||
SGB ( SGT ) | 127 | ||
SIT++ | 127 | ||
Situationsgraphen | 127 | ||
Situationsgraphenbaum | 127 | ||
Situationsschema | 128 | ||
Spezialisierung | 128 | ||
UMTHL | 128 | ||
UMTL | 128 | ||
Verhaltensbeschreibung | 128 | ||
Zeitliche Zerlegung | 128 | ||
Literaturverzeichnis | 128 | ||
Was nützt es dem Fahrer, wenn Fahrerinformations- und -assistenzsysteme etwas über ihn wissen? | 131 | ||
1 Fahrerinformations- und -assistenzsysteme im Wirkungskreis Fahrer-Fahrzeug-Umwelt | 131 | ||
2 Definitionen und Modelle | 132 | ||
2.1 Fahrerzustand | 132 | ||
2.2 Fahrerabsicht | 133 | ||
2.3 Situationsbewusstsein | 133 | ||
2.4 Ermüdung/Aufmerksamkeit/Wachsamkeit | 134 | ||
2.5 Belastung/Beanspruchung | 135 | ||
2.6 Ablenkung/Abwendung | 136 | ||
3 Nutzen von Fahrerinformation | 136 | ||
3.1 Zusammenhang zwischen Ablenkung/Abwendung und Verkehrssicherheit | 136 | ||
3.2 IKS und Fahrerinformation | 137 | ||
3.3 FAS und Fahrerinformation | 137 | ||
4 Praktische Ansätze zur Fahrerzustandserfassung | 138 | ||
4.1 Erfassung von Müdigkeit und Vigilanz | 138 | ||
4.2 Erfassung der visuellen Aufmerksamkeitsrichtung | 142 | ||
4.3 Absichtserkennung | 143 | ||
4.4 Erfassung des Situationsbewusstseins | 144 | ||
5 Fahrerzustandsoptimierung | 147 | ||
6 Systemarchitektur | 149 | ||
7 Zusammenfassung und weiterer Forschungsbedarf | 150 | ||
Literaturverzeichnis | 152 | ||
Erhöhter Fahrernutzen durch Integration von Fahrerassistenz- und Fahrerinformationssystemen | 155 | ||
1 Einleitung | 155 | ||
2 Gestaltung von FAS und FIS | 155 | ||
3 Lösungsansätze | 158 | ||
4 Informationsmanager | 159 | ||
5 Belastungsprädiktor | 159 | ||
6 Vorhersage von Fahrmanövern | 167 | ||
7 Anwendungsbeispiel: Auswirkungen des Einsatzes von Fahrmanövervorhersage und Informationsmanager | 169 | ||
8 Folgerungen und Ausblick | 173 | ||
Literaturverzeichnis | 174 | ||
Auswirkungen von Teilautomation auf das Fahren | 175 | ||
1 Auswirkung von Automation auf die Vigilanz | 177 | ||
2 Automation und Situationsbewusstsein | 178 | ||
3 Messung von Situationsbewusstsein im Fahrzeug | 180 | ||
3.1 Subjektive Maße | 180 | ||
3.2 Leistungsmaße | 181 | ||
3.3 Occlusion und Hands-Off-Methode | 182 | ||
3.4 Physiologische Maße | 182 | ||
4 Eigene Studien | 182 | ||
4.1 Studie I | 183 | ||
4.1.1 Untersuchungsanordnung | 184 | ||
4.1.2 Ergebnisse | 184 | ||
4.1.3 Zusammenfassung Studie I | 187 | ||
4.2 Studie II | 189 | ||
4.2.1 Untersuchungsanordnung | 190 | ||
4.2.2 Ergebnisse | 190 | ||
4.2.3 Zusammenfassung Studie II | 194 | ||
5 Diskussion | 196 | ||
5.1 Wirkung von ersetzender Assistenz | 196 | ||
5.2 Wirkung von warnender Assistenz | 196 | ||
6 Zusammenfassung | 197 | ||
Literaturverzeichnis | 199 | ||
Evaluierung eines Spurhalteassistenten für das „Honda Intelligent Driver Support System | 203 | ||
1 Einleitung | 203 | ||
2 Beschreibung des HIDS Systems | 203 | ||
2.1 Der Abstandsregler | 205 | ||
2.2 Der Spurhalteassistent | 206 | ||
3 Untersuchung des Ein.usses des HIDS Systems auf die Fahrsicherheit | 208 | ||
3.1 Testmethoden | 208 | ||
3.2 Subjektive Bewertung | 209 | ||
3.3 Objektive Bewertung | 211 | ||
4 Zusammenfassung | 214 | ||
Literaturverzeichnis | 215 | ||
Vision: Von Assistenz zum Autonomen Fahren | 217 | ||
1 Einleitung | 217 | ||
2 Orientierungsrahmen für ein leistungsfähiges Fahrzeug-Sehsystem | 220 | ||
2.1 Wahrnehmung der Umgebung | 220 | ||
2.2 Repräsentation der Wahrnehmung mit üblichen Begriffen | 222 | ||
2.3 Verwendung für Assistenz oder autonome Fähigkeiten | 223 | ||
3 Modulare Gliederung | 224 | ||
3.1 Hardware-Ausstattung der Fahrzeuge | 224 | ||
3.1.1 Fahrzeugauge | 224 | ||
3.1.2 Rechnersystem zur Bildfolgeninterpretation | 225 | ||
3.1.3 Andere Sensoren | 226 | ||
3.1.4 Gesamtes Rechnersystem | 227 | ||
3.1.5 Aktuatorik | 227 | ||
3.2 Missionsbereiche | 228 | ||
3.3 VisuelleWahrnehmung | 228 | ||
3.4 Repräsentation des aktuellen Wissens | 231 | ||
3.4.1 Szenenbaum | 231 | ||
3.4.2 Missionsplan | 232 | ||
3.4.3 Fähigkeitennetzwerk | 234 | ||
3.4.4 Situationserfassung und -darstellung | 234 | ||
3.5 Verhaltensentscheidung | 236 | ||
3.5.1 Blickrichtungsteuerung | 237 | ||
3.5.2 Assistenzfunktionen | 238 | ||
3.5.3 Autonome Fortbewegung | 239 | ||
3.6 Verhaltensrealisierung | 239 | ||
3.6.1 Vorsteuerverläufe für Manöver | 239 | ||
3.6.2 Rückkopplungsgesetze für Folgeregler | 241 | ||
3.6.3 Manöver mit Störkompensationen | 241 | ||
3.6.4 Autonome Missionsdurchführung | 242 | ||
4 Gesamtarchitektur | 242 | ||
5 Systemintegration | 244 | ||
6 Zusammenfassung | 246 | ||
Literaturverzeichnis | 248 | ||
Wirtschaft und gesellschaftliche Akzeptanz: Fahrerassistenzsysteme auf dem Prüfstand | 253 | ||
Einleitung | 253 | ||
1 Die Bedeutung gesellschaftlicher Akzeptanz für die Wirtschaft | 253 | ||
2 Vorbemerkungen zu Moral und Ethik | 253 | ||
3 Die „gesellschaftlichen Vorteile von FAS | 254 | ||
4 Das Problem der Hersteller | 256 | ||
5 Skizze zur Lösung des Problems | 256 | ||
6 Bewertung der Lösung | 257 | ||
7 Organisation der „gesellschaftlichen Akzeptanz | 258 | ||
Sachverzeichnis | 259 |