Visuelle Automobilerkennung zur Fahrzeugführung im Straßenverkehr:
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1995
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| Ausgabe: | Als Ms. gedr. |
| Schriftenreihe: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschrittberichte VDI / 12]
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| adam_text | Titel: Visuelle Automobilerkennung zur Fahrzeugführung im Straßenverkehr
Autor: Brauckmann, Michael Erhard
Jahr: 1995
Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 1.1 Zielvorgabe des gesamten Projekts ......................... 3 1.2 Ziel der visuellen Fahrzeugführung ......................... 5 2 Positionsprädiktion in dynamischen Bildfolgen 8 2.1 Beobachtungsmatrix bei projektiven Abbildungen................. 9 2.1.1 Homogene Koordinaten............................ 9 2.1.2 Translation.................................. 10 2.1.3 Rotation.................................... 10 2.1.4 Zentralprojektion............................... 12 2.2 Koordinatentransformation........................ 14 2.2.1 Translation.................................. 14 2.2.2 Rotation.................................... 14 2.2.3 Skalierung................................... 15 2.3 Kalman-Prädiktion.................................. 15 2.3.1 Zustandsraumbeschreibung.......................... 15 2.3.2 Lösung des linearen deterministischen Modells............... 16 2.3.3 Das lineare diskrete Modell ......................... 17 2.3.4 Nichtlineare Systeme............................. 19 2.3.5 Systeme mit Störgrößen ................... 20 2.4 Modellbildung.............. 22 2.4.1 Bewegungsgleichung ............................. 22 2.5 Beobachtungsgleichung................................ 27 2.5.1 Positionsbeobachtung...............1.............. 27 2.5.2 Breite..................................... 32 2.5.3 Meßgleichung................................. 34 2.6 Analyse der Modellierungsfehler........................... 34 2.7 Bestimmung der Modellparameter.......................... 36 2.8 Ergebnisse und Beispiele............................... 38 V
3 Extraktion von Bildmerkmalen 45 3.1 Schritte zur Bildinterpretation............................ 45 3.2 Der Monotonie-Operator............................... 47 3.3 Topologische Kodierung in Bitebenen........................ 49 3.3.1 Kodierung der lokalen Umgebung...................... 49 3.3.2 Rauschminderung und signifikante Merkmale................ 51 3.3.3 Mathematische Beschreibung der Topologie-Kodierung......•. • • • 52 3.3.4 Eigenschaften der Bit-Ebenen-Kodierung.................. 53 3.3.5 Adaptive Schwellwertbestimmung...................... 55 4 Künstliche neuronale Netze 60 4.1 Einführende Beschreibung künstlicher neuronaler Netze.............. 60 4.2 Aufbau der Neurone ............... 60 4.3 Aufbau und Gliederung neuronaler Netze . -..................... 62 4.4 Anwendungsbereiche neuronaler Netze....................... 62 4.5 Lernen von Mustern und Schätzen von Punktionen ................ 63 4.6 Das Bilden von Klassen................................ 64 4.7 Überwachtes und unüberwachtes Lernen...................... 65 4.8 Lemregeln....................................... 65 4.9 Der Backpropagation-Algorithmus ......................... 67 4.10 Netze mit mehreren Schichten............................ 72 4.11 Konditionierung und Abstraktion.......................... 73 4.11.1 Erhöhung der Abstraktionsleistung..................... 73 4.12 Kontrolle der vom Netz erzeugten Regionen.................... 74 5 Fahrzeugsuche 75 5.1 Projektionen der Merkmale ............................. 75 5.2 Festlegung potentieller Fahrzeugpositionen..................... 76 5.3 Bewertung durch neuronale Netze.......................... 78 5.4 Ergebnis........................................ 81 6 Kollisionsvermeidung 83 6.1 Beobachtungen aus der Biologie........................... 83 6.2 Berechnung des Kollisionszeitpunkts ........................ 86 6.2.1 Technische Anwendung der Berechnung des Kollisionszeitpunkts..... 86 VI
7 Cepstrumanalyse zur Verschiebungsbestimmung 90 7.1 Einführung und Historie............................... 90 7.2 Das reelle Cepstrum oder Leistungscepstrum.................... 90 7.2.1 Bestimmung der Echoverzögerung Leistungscepstrum........... 92 7.2.2 Das Leistungscepstrum bei Mehrfachechos................. 97 7.2.3 Bestimmung der Objektverschiebung in zwei sequentiell aufgenommenen Bildern..................................... 98 7.3 Okulardominanzstreifen in Verbindung mit dem Cepstrum............ 99 7.4 Verschiebungsbestimmung anhand realer Daten..................101 7.4.1 Robustheit des Leistungscepstrums gegenüber Störungen der Bilddaten . 104 7.4.2 Zusammenhang zwischen Leistungscepstrum und Autokorrelation .... 109 7.5 Komplexes und reelles Cepstrum ..........................111 7.6 Verallgemeinerung durch die Theorie der homomorphen Systeme.........112 7.6.1 Superposition.................................112 7.6.2 Allgemeine Superposition ..........................113 7.6.3
Homomorphe Entfaltung...........................114 7.7 Ergebnisse.......................................116 8 Messung der Skalierung und Rotation 117 8.1 Definition der Mellin-Transformation........................118 8.2 Messung des Skalierungsfaktors...........................119 8.2.1 Bestimmung der Rotation..........................124 8.2.2 Skalierung bei diskreten Signalen......................126 8.3 Ergebnisse.......................................130 9 Cepstrumanalyse zur Symmetrieachsendetektion 132 9.1 Detektion vertikal verlaufender Symmetrieachsen .................132 9.1.1 Beschleunigung durch Dimensionsreduktion................134 9.2 Neigungsbestimmung der Symmetrieachse.....................139 9.3 Anwendungsmöglichkeiten..............................141 10 Trennung des Objekts vom Hintergrund 143 11 Modulkombination am Beispiel des Fahrzeugfolgens 146 11.1 Grundlage der Verschaltung.............................146 12 Zusammenfassung und Ausblick 150 VII
13 Anhang 153 13.1 Differentiation von Vektorfunktionen........................153 13.1.1 Beispiele....................................153 13.2 Taylorreihe ......................................154 13.3 Verwendete Hilfsmittel................................155 13.4 Leistungsdaten....................................155 Literaturverzeichnis T57 VIII
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