Ein Beitrag zur 3D-Umfeldwahrnehmung für automatisierte Straßenfahrzeuge im urbanen Raum
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Ein Beitrag zur 3D-Umfeldwahrnehmung für automatisierte Straßenfahrzeuge im urbanen Raum

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  1. 346 Seiten
  2. German
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Ein Beitrag zur 3D-Umfeldwahrnehmung für automatisierte Straßenfahrzeuge im urbanen Raum

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Über dieses Buch

Automatisiertes Fahren in urbaner Umgebung ist eines der großen Zukunftsthemen. Der Wahrnehmung des Fahrzeug-Umfelds kommt dabei eine Schlüsselrolle zu. Diese Arbeit beschreibt die Konzeption, Realisierung und anschließende Bewertung eines Systems zur Umfeldwahrnehmung unter Nutzung eines hochauflösenden Lasersensors. Dessen dichte Punktwolke ist in der Lage, das Umfeld detailliert zu erfassen, stellt jedoch zugleich hohe Anforderungen an die Effizienz der Algorithmen für einen Einsatz unter Echtzeitbedingungen. Ausgehend von einer effizienten Datenindizierung werden Algorithmen zur schrittweisen Abstraktion und Klassifikation der Punktdaten erläutert, beispielsweise zur Klassifikation der Bodenoberfläche, zur Segmentierung und zur Beweglichkeitsklassifikation. Die Ergebnisse dieses Prozesses bilden die Eingangsdaten für die Repräsentation des Umfelds durch ein hybrides Umfeldmodell. Ein gitterbasierter Ansatz beschreibt hierbei stationäre Anteile in Form einer semantischen Karte. Bewegliche Verkehrsteilnehmer werden durch einen objektbasierten Ansatz auf Grundlage rekursiver Schätzverfahren und unter spezieller Berücksichtigung von Verdeckungen modelliert. Eine abschließende szenarienbasierte Evaluation zeigt die Leistungsfähigkeit des Systems im Rahmen der vorgegebenen Anwendungsszenarien für innerstädtisches automatisiertes Fahren.

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Information

Verlag
Cuvillier Verlag
Jahr
2020
ISBN drucken
9783736973060
eBook-ISBN:
9783736963061
Auflage
1

Inhaltsverzeichnis

  1. 1 Einleitung
  2. 1.1 Beitrag und Methodik der Arbeit
  3. 1.2 Struktur der Arbeit
  4. 1.3 Verwendete Terminologie
  5. TEIL I Systemkonzeption
  6. 2 Der Stadtpilot als Anwendungsfallautomatisierter Fahrfunktionen
  7. 2.1 Projektbeschreibung und Zielsetzung
  8. 2.2 Darstellung der Funktionalen Systemarchitektur
  9. 2.3 Beschreibung der Anwendungsszenarien
  10. 2.4 Zusätzliche Szenarien durch Streckenerweiterung
  11. 2.5 Beispiele für Grenzszenarien für die Umfeldwahrnehmung
  12. 2.6 Zusammenfassung
  13. 3 Ableitung vonWahrnehmungsfertigkeiten
  14. 3.1 Fertigkeiten, Fähigkeiten und graphenbasierte Relationen
  15. 3.2 Fertigkeiten zur Umfeldwahrnehmung
  16. 3.3 Architektonische und technische Randbedingungen
  17. 3.4 Zusammenfassung und Diskussion der Ergebnisse
  18. 4 Entwurf der Umfeldwahrnehmung
  19. 4.1 Stand der Forschung zu Modellierungsansätzen
  20. 4.2 Wahrnehmung mittels hochauflösender Lasersensorik
  21. 4.3 Laserbasierte Umfeldwahrnehmung des Projekts Stadtpilot
  22. 4.4 Abschluss der Systemkonzeption und Ergebnisdiskussion
  23. TEIL II Systemrealisierung
  24. Einleitung
  25. 5 Grundlagen
  26. 5.1 Funktionsprinzip eines Lasersensors zur Distanzmessung
  27. 5.2 Sensorspezifikation Velodyne HDL-64E S2
  28. 5.3 Daten-Repräsentation und Scan-Generierung
  29. 6 Punktwolken-Vorverarbeitung
  30. 6.1 Klassifikation der Bodenoberfläche
  31. 6.2 Klassifikation bodennaher Strukturen
  32. 6.3 Konvertierung in eine Multi-Volumen-Repräsentation
  33. 6.4 Punktwolken-Segmentierung
  34. 6.5 Segmentbasierte Beweglichkeitsschätzung
  35. 7 Modellierung des stationären Umfelds
  36. 7.1 Grundlagen
  37. 7.2 Identifikation des eigenen Beitrags
  38. 7.3 Besondere Aspekte des eingesetzten Frameworks
  39. 7.4 Repräsentierte Merkmale im stationären Umfeldmodell
  40. 7.5 Merkmals-Abstraktion und Gitterfusion
  41. 7.6 Weiterführende Extraktion von Merkmalen
  42. 7.7 Zusammenfassung und Kritik
  43. 8 Modellierung des beweglichen Umfelds
  44. 8.1 Identifikation des eigenen Beitrags
  45. 8.2 Das Objektmodell zur Repräsentation beweglicher Elemente
  46. 8.3 Hypothesengenerierung
  47. 8.4 Objektverfolgung
  48. 8.5 Zusammenfassung und Kritik
  49. TEIL III Systembewerung
  50. Einleitung
  51. 9 Grundlagen und Stand der Forschung
  52. 9.1 Metriken für objektbasierte Repräsentationen
  53. 9.2 Erzeugung von Referenzdaten
  54. 9.3 Anwendbarkeit öffentlich verfügbarer Datensätze undLeistungsvergleiche
  55. 9.4 Fazit
  56. 10 Versuchsdurchführung
  57. 10.1 Bemerkungen zum Aufbau des Versuchssystems
  58. 10.2 Definition der zu bewertenden Szenarien
  59. 10.3 Eingesetzte Referenzdaten und Metriken
  60. 11 Versuchsergebnisse
  61. 11.1 Szenarien Folgen einer mehrstreifigen Straße undFahrstreifenwechs
  62. 11.2 Szenario Abbiegen durch entgegenkommenden Verkehr
  63. 11.3 Szenario Annäherung an einen Verkehrsknotenpunkt
  64. 11.4 Szenario Folgefahrt auf einer nicht ebenen Fahrbahn
  65. 11.5 Szenarienübergreifende Aspekte
  66. 11.6 Zusammenfassung und Fazit
  67. TEIL IV Schlussteil
  68. 12 Zusammenfassung und Ausblick
  69. 12.1 Rekapitulation im Kontext der Forschungsfragestellungen
  70. 12.2 Offene Punkte und weiterführende Fragestellungen
  71. ANHANG
  72. A Koordinatensysteme & Transformationen
  73. B Gitterbasierte Modellierung
  74. C Objektverfolgung
  75. D Systemkonfiguration zur Evaluation
  76. E Parameter der Algorithmen
  77. Abkürzungen und Nomenklatur
  78. Eigene Veröffentlichungen
  79. Betreute studentische Arbeiten
  80. Literaturverzeichnis