Fahrzeuge sehen: multisensorielle Fahrzeugerkennung in einem verteilten Rechnersystem für autonome Fahrzeuge
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2000
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adam_text | FAHRZEUGE SEHEN MULTISENSORIELLE FAHRZEUGERKENNUNG IN EINEM VERTEILTEN
RECHNERSYSTEM FUER AUTONOME FAHRZEUGE DIPL. INFORM. ANDRE RIEDER
VOLLSTAENDIGER ABDRUCK DER VON DER FAKULTAET FUER LUFT- UND
RAUMFAHRTTECHNIK DER UNIVERSITAET DER BUNDESWEHR MUENCHEN ZUR ERLANGUNG
DES AKADEMISCHEN GRADES EINES DOKTOR-INGENIEURS (DR.-ING.) GENEHMIGTEN
DISSERTATION. VORSITZENDER: PROF. DR.-ING. GUENTER FAHLBUSCH 1.
BERICHTERSTATTER: PROF. DR.-ING. ERNST DIETER DICKMANNS 2.
BERICHTERSTATTER: PROF. DR. BERND RADIG DIE DISSERTATION WURDE AM
6.6.2000 BEI DER UNIVERSITAET DER BUNDESWEHR MUENCHEN EINGEREICHT UND
DURCH DIE /- FAKULTAET FUER LUFT- UND RAUMFAHRTECHNIK AM 7.6.2000
ANGENOMMEN. TAG DER PROMOTION: 24.10.2000 ULB DARMSTADT ILLLLLLLLLLLL
16647608 INHALTSVERZEICHNIS 1 EINLEITUNG 1 1.1 SICHERHEIT UND KOMFORT 1
1.2 AUTOMATISIERTE FAHRZEUGFUEHRUNG 2 1.3 ZIEL DIESER ARBEIT 2 1.4
UEBERBLICK UEBER DIE FOLGENDEN KAPITEL 3 2 STAND DER TECHNIK 5 2.1 FORM-
UND TEXTURBASIERTE VERFAHREN 6 2.1.1 DETEKTION MARKANTER MERLANALE 6
2.1.2 3D-FORMMODELLE 7 2.1.3 MUSTERERKENNUNG 8 2.2 STEREOBASIERTE
VERFAHREN 10 2.2.1 GENERELLE VERFAHRENSWEISE 10 2.2.2 BILDGEWINNUNG UND
KAMERAMODELLIERUNG 11 2.2.3 KORRESPONDENZ 12 2.2.4 ANNAHME EBENER
GRUNDFLAECHE 13 2.3 BEWEGUNGSBASIERTE VERFAHREN 14 2.3.1
HINTERGRUNDELIMINIERUNG 14 2.3.2 OPTISCHER FLUSS 15 2.3.3 MIT
STEREOMETRIE KOMBINIERTE VERFAHREN 17 2.4 WAHRNEHMUNGSSYSTEME 17 2.4.1
AKTIVE WAHRNEHMUNG 17 2.4.2 FILTERUNG UND DATENFUSION 18 2.4.3 DER
4D-ANSATZ ZUR MASCHINELLEN WAHRNEHMUNG 19 VII VFFI INHALTSVERZEICHNIS 3
ARCHITEKTUR DES EMS-SYSTEMS 21 3.1 HARDWARE UND BETRIEBSSYSTEM 22 3.1.1
ANFORDERUNGEN 22 3.1.2 AUSWAHL EINES HARDWARE-SYSTEMS 24 3.1.3 DAS
BETRIEBSSYSTEM UND DIE PROGRAMMIERSPRACHE 25 3.2 SOFTWAREARCHITEKTUR 27
3.2.1 MASCHINELLE WAHRNEHMUNG AM ISF VOR 1996 27 3.2.2 SYSTEMARCHITEKTUR
DES EMS-WAHRNEHMUNGSSYSTEMS 28 3.3 REPRAESENTATION DER SZENE 30 3.3.1 DER
SZENENBAUM 30 3.3.2 DIE OBJEKTE 32 3.3.3 MODELLIERUNG DER RELATIVLAGE 33
3.3.4 FORMMODELLIERUNG 36 3.4 SYNCHRONISATION 37 * 3.4.1 SYNCHRONISATION
DER AKTIVITAETEN AUF EINEM PC 37 3.4.2 SYNCHRONISATION DER AKTIVITAETEN
INNERHALB DES PC-SYSTEMS . 38 3.4.3 SYNCHRONISATION DER ZEIT IM
GESAMTSYSTEM 39 3.5 DATEN- UND KONTROLLNUSS 40 3.5.1 VERBREITUNG UND
VERSAND VON INFORMATION 40 3.5.2 KONSISTENZHALTUNG DER DATEN UND
REDUKTION DES KOMMUNI- KATIONSBEDARFS 41 3.6 FUNKTIONALE ARCHITEKTUR 41
3.6.1 DIE PROZESSE DES EMS-SYSTEMS 42 3.6.2 HIERARCHISCHE GLIEDERUNG DER
EMS FUNKTIONALITAETEN 42 4 SENSOREN 45 4.1 SENSORAUSSTATTUNG DER
VERSUCHSFAHRZEUGE 45 4.2 VIDEOKAMERAS 48 4.2.1 PHYSIKALISCHES
KAMERAMODELL 48 4.2.2 VEREINFACHTES LINEARES KAMERAMODELL ZUR
STEREOAUSWERTUNG . 50 4.3 VERARBEITUNG VON VIDEOBILDERN 52 4.3.1
BILDOPERATOREN 52 4.3.2 PARAMETRISIERUNG DER BILDVERARBEITUNGSOPERATOREN
53 4.3.3 VERDECKUNGSANALYSE 55 4.4 STEREOBILDVERARBEITUNG 57 4.4.1
EPIPOLARE 57 4.4.2 ZUORDNUNG DURCH GRUPPIERUNG VON MERKMALEN 59
INHALTSVERZEICHNIS IX 4.4.3 VERFIKATION VON ZUORDNUNGSHYPOTHESEN 60 4.5
BEWEGUNGSDETEKTION 61 4.5.1 OPTISCHER FLUSS 61 4.5.2 DETEKTION DES
OPTISCHEN FLUSSES 62 4.6 RADAR 63 4.6.1 FUNKTIONSPRINZIP 63 4.6.2
ZUORDNUNG DER MESSUNGEN 63 4.6.3 VERDECKUNGSANALYSE 64 5
ZUSTANDSSCHAETZUNG 65 5.1 KALMANNLTER 65 5.1.1 TRANSITIONSMODELL UND
PRAEDIKTION 67 5.1.2 INNOVATION. 67 5.1.3 INITIALISIERUNG 69 5.2
VERARBEITUNG NICHTSYNCHRONER MESSDATEN 69 5.2.1 SPEICHERUNG VON
MESSDATEN 70 5.2.2 NUTZUNG DES SYSTEMMODELLS 71 5.3 BESTIMMUNG DER
JACOBIMATRIX C 73 5.3.1 MESSMODELL 74 5.3.2 NUMERISCHE BESTIMMUNG DER
JACOBIMATRIX 76 5.3.3 ANALYTISCHE BESTIMMUNG DER JACOBIMATRIX 76 5.4
KLASSENDESIGN 80 6 ERKENNUNG UND SCHAETZUNG BEI FAHRZEUGEN 83 6.1
FORMMODELLIERUNG 83 6.1.1 AUFSETZEN DER MESSFENSTER 83 6.1.2 AUSWERTUNG
DER MESSERGEBNISSE 84 6.2 DYNAMIKMODELLIERUNG 85 6.2.1 LAENGSDYNAMIK 85
6.2.2 QUERDYNAMIK 87 6.2.3 RESTLICHE DYNAMISCHE GROESSEN 87 6.3
ZUSTANDSSCHAETZUNG VON FAHRZEUGEN 88 6.3.1 MESSMODELLE 88 6.3.2
BEOBACHTBARKEIT 89 6.3.3 AUSWAHL DES FUER DIE LAENGSFUEHRUNG RELEVANTEN
FAHRZEUGES . . 90 6.3.4 VERWERFEN VON FAHRZEUGHYPOTHESEN 91 6.3.5
KOOPERATION MIT ANDEREN EMS-MODULEN 91 X INHALTSVERZEICHNIS 6.4
GENERIEREN VON FAHRZEUGHYPOTHESEN 93 6.4.1 DETEKTION VON FAHRZEUGEN
MITTELS RADAR UND BILDVERARBEITUNG 93 6.4.2 DETEKTION VON UEBERHOLERN 95
7 EXPERIMENTELLE ERGEBNISSE 97 7.1 ABSTANDSMESSUNG MITTELS TRINOKULARER
STEREOBILDVERARBEITUNG .... 97 7.2 BLICKZUWENDUNG AUF UEBERHOLER 99 7.3
ERKENNUNG VON EINSCHERERN 102 7.4 FUSION VON RADAR- UND VIDEODATEN 103
7.4.1 DETEKTION VON FAHRZEUGEN 103 7.4.2 VERFOLGUNG VON FAHRZEUGEN 104
7.5 LAENGSFUEHRUNG AUF AUTOBAHNEN 105 7.6 VORVERSUCHE ZUM STOP & GO-FAHREN
107 * 7.6.1 ANHALTEN UND ANFAHREN 109 7.6.2 FOLGEFAHREN BEI NIEDRIGER
GESCHWINDIGKEIT UND GERINGEM AB- STAND 110 8 ZUSAMMENFASSUNG UND
AUSBLICK 113
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