Volume 49, Issue 1

Existierende Ansätze zur Fahrbahnerkennung arbeiten — vermutlich prinzipbedingt — auf jeweils nur kleinen Teilmengen der möglichen Fahrbahnkonfigurationen robust. Ein Schlüssel auf dem Weg zu allgemeingültig arbeitenden Verfahren liegt in der massiven Erhöhung der Menge des im Schätzprozess genutzten Vorwissens. Im Hinblick auf eine effiziente, nachvollzieh- und erweiterbare Beschreibung ist eine explizite Repräsentation solchen Wissens anzustreben. Im vorliegenden Beitrag wird eine konzeptuelle und eine geometrische Wissensrepräsentationen für den Diskursbereich Straßen&Kreuzungen vorgestellt. Deren Parameter werden gemeinsam mittels eines Multihypothesen-Ansatzes geschätzt, dessen Eingangsdaten handelsübliche digitale Karten sowie verschiedene videobasierte Objektdetektoren sind. Zur Verifikation der Hypothesen werden die Vorzugsrichtungen der lokalen Textur im Bereich der erwarteten Fahrspurberandungen ausgewertet. Dabei kann gleichzeitig die Messunsicherheit der zur Bildprojektion genutzten Schätzung der Lage des Kamerakoordinatensystems reduziert werden. The road recognition problem has been solved robustly only for small, often simplified subsets of possible road configurations. A massive augmentation of the amount of used prior knowledge could pave the way towards generally valid estimators. An explicit representation of such knowledge will additionally lead to an efficient, understandable and therefore extendible system. We present a conceptual and a geometrical knowledge representation for the Roads&Junctions domain of discourse. Its parameters are estimated using a multi hypotheses approach. A commercially available digital map and a set of video based object detectors serve as input data. The resulting hypotheses are verified by evaluating the preferred orientations of local texture around the expected position of the lane dividers. The estimate of the camera coordinate system's pose, which is used for image projection, is updated simultaneously.

Aktive Umfeldsensoren senden aktiv Strahlung aus. Die Rückstreuung dieser Strahlung ermöglicht die Erkennung von Umfeldobjekten und die Messung von Abstand und Raumlage. Die spezifischen Funktionsweisen der im Kraftfahrzeugbereich eingesetzten Sensorprinzipien mit Ultraschall, Licht- und mm-Wellen werden in diesem Beitrag beleuchtet. Die Weiterverarbeitung der Signale und Konzepte für eine Sensordatenfusion werden vorgestellt. Abschließend werden einige der nichtfunktionalen, aber oftmals erfolgsentscheidenden Kriterien für den Einsatz im Automobil angesprochen. Active surroundings sensors emit rays actively. Back-scattering these rays enables the detection of surrounding objects and measurement of range and position. The specific kind of function of the current automotive surrounding sensors are illustrated in the course of this paper. The basics of processing and concepts for sensor data fusion are presented. Some of the non-functional criteria are discussed at the end. They are prerequisites for a successful equipment in automobiles.

Mehr als 1/3 aller Unfälle mit Personenschäden passieren im städtischen Bereich, primär an Kreuzungen. Eine Unterstützung des Fahrers durch geeignete Assistenzsysteme erfordert das Verstehen dieser sehr komplexen Situationen, insbesondere das sichere Erkennen anderer bewegter Verkehrsteilnehmer. Der Beitrag zeigt, wie man durch eine geschickte Fusion von Stereosehen und Bewegungswahrnehmung zu einer robusten und schnellen Detektion relevanter bewegter Objekte kommt. Dabei schätzt das als 6D-Vision bezeichnete Verfahren simultan Ort und Bewegung einzelner Bildpunkte und erlaubt somit eine Detektion bewegter Objekte bereits auf Pixelebene. Unter Verwendung eines Kalman-Filters propagiert der Algorithmus die aktuelle Interpretation ins nächste Bild, sodass er sich in Echtzeit darstellen lässt. Beispiele kritischer Situationen im Innenstadtbereich verdeutlichen die Leistungsfähigkeit des 6D-Vision-Prinzips, das auch im Bereich der mobilen Roboter wertvolle Beiträge leisten kann. More than one third of all traffic accidents with injuries occur in urban areas, especially at intersections. A suitable driver assistance system for such complex situations requires the understanding of the scene, in particular a reliable detection of other moving traffic participants. This contribution shows how a robust and fast detection of relevant moving objects is obtained by a smart combination of stereo vision and motion analysis. This approach, called 6D Vision, estimates location and motion of pixels simultaneously which enables a detection of moving objects on a pixel level. Using a Kalman Filter, the algorithm propagates the current interpretation to the next image. Hence a real-time implementation is achieved. Examples of critical situations in urban areas exhibit the potential of the 6D Vision concept which can also be extended to robotics applications.

Mit dem verstärkten Einzug von Assistenzfunktionen ins Fahrzeug steigen auch die Anforderungen an eine maschinelle Umfelderfassung. Während sich bislang großteils auf Radarsensorik konzentriert wurde, rechtfertigen Funktionen wie beispielsweise ein erweitertes ACC oder STA zunehmend auch den Einsatz von Videosensorik. In diesem Kontext wird der so genannte 4D-Ansatz zur Szeneninterpretation, eine daraus abgeleitete allgemeine Systemstruktur sowie ein Satz grundlegender Bildverarbeitungsoperatoren vorgestellt. Aufbauend darauf werden als konkrete Anwendungen eine videobasierte Fahrspur- und Fahrzeugerkennung präsentiert sowie deren kombinierte Nutzung im Rahmen einer Demonstration zum Thema Stauassistent. The demand for improved driver assistance functionality is increasing, thus, the requirements for automatic environmental perception has also increased. Previous efforts have concentrated on radar sensors, however advanced ACC or STA applications would benefit from fusion with vision in the future. In this article the 4D-approach to scene interpretation is introduced, and a general system architecture derived from it including a basic set of image processing operations is proposed. An example of a vision-based lane and vehicle tracking system is presented and finally demonstrated within an STA application.

In this article we present an e-librarian service which is able to retrieve multimedia resources from a knowledge base in a more efficient way than by browsing through an index or by using a simple keyword search. Our premise is that more pertinent results would be retrieved if the e-librarian service had a semantic search engine which understood the sense of the user's query. We explored the approach to allow the user to formulate a complete question in natural language. We present our background theory, which is composed of three steps. Firstly, there is the linguistic pre-processing of the user question. Secondly, there is the semantic interpretation of the user question into a logical and unambiguous form, i. e., ALC terminology. Thirdly, there is the generation of a semantic query, and the retrieval of pertinent documents. The background theory was implemented in two prototypes. We report on experiments that confirm the feasibility, the quality and the benefits of such an e-librarian service. From 229 different user questions, the system returned for 97 answer, and for nearly half of the questions only one answer (the best one). In diesem Artikel stellen wir unseren E-Bibliothekar Dienst vor, der in der Lage ist, multimediale Ressourcen aus einer Wissensdatenbank in einer effizienteren Weise zu finden als es durch das Suchen in einem Index oder durch Benutzen einer Stichwortsuche möglich ist. Wir sind überzeugt, dass konkretere Resultate gefunden werden, wenn der E-Bibliothekar Dienst über eine semantische Suchmaschine verfügt, die den Sinn der Benutzeranfrage versteht. Wir erforschen die Möglichkeit der Benutzereingabe einer ganzen Frage in natürlicher Sprache. Unsere Lösung besteht aus drei Schritten. Erstens gibt es die linguistische Aufbereitung der Benutzerfrage. Zweitens gibt es die semantische Interpretation der Benutzerfrage in eine logische und eindeutige Form, in unserem Fall in eine ALC Terminologie. Drittens gibt es die Erzeugung einer semantischen Frage und das Finden der passenden Dokumente. Unsere Lösung wurde in zwei Prototypen implementiert. Wir berichten über Experimente, die die Durchführbarkeit, die Qualität und den Nutzen eines solchen E-Bibliothekar Dienstes bestätigen. Von 229 unterschiedlichen Benutzerfragen fand unser System in 97 Fälle die passende Antwort und für die Hälfte der Fragen nur eine einzige – und zwar die beste – Antwort.

Computational Intelligence (CI) is an umbrella term for modern problem solvers such as Evolutionary Algorithms, Neural Networks and Fuzzy Logic. These methods have received increasing attention due to their simplicity, robustness and generality. The Collaborative Research Center “Computational Intelligence“ (SFB 531) is concerned with the theoretical foundations and applications of CI methods. This article focuses on two examples from different research domains within SFB 531. First, exemplary results for the runtime analysis of evolutionary algorithms are summarized and evaluated. Second, applied research on mold temperature control is dealt with. Here it is stressed how the wide variety of CI methods leads to very efficient solutions to the problem and how still substantial improvements can be obtained by hybridization with expert's knowledge. Der Begriff Computational Intelligence (CI) umfasst moderne Verfahren wie evolutionäre Algorithmen, neuronale Netze und Fuzzy-Logik, die zur Problemlösung in technischen Systemen angewandt werden. Diese Methoden werden zunehmend populärer, da sie bestechend einfach, robust und allgemein gehalten sind. Der Sonderforschungsbereich „Computational Intelligence“ (SFB 531) befasst sich mit den theoretischen Grundlagen und Anwendungen von CI-Methoden. Im Artikel werden zwei Beispiele aus thematisch unterschiedlichen Projektbereichen herausgehoben. Zunächst werden beispielhafte Ergebnisse bei der Laufzeitanalyse evolutionärer Algorithmen zusammengefasst und bewertet. Anschließend werden Forschungsergebnisse zu Temperierbohrungen im Maschinenbau behandelt. Dabei wird herausgestellt, wie die große Vielfalt an CI-Methoden zu sehr effizienten Lösungen des Anwendungsproblems führt und wie nichtsdestoweniger wesentliche Verbesserungen durch eine Hybridisierung der Ansätze mit Expertenwissen gefunden werden können.

Für die Entwicklung interaktiver 3D-Grafikanwendungen existieren bisher kaum Standards. Mit den in der Dissertation vorgestellten Gestaltungsrichtlinien und Metaphern für DesktopVR-Benutzungsschnittstellen sowie einer Systematisierung existierender 3D-Interaktionselemente soll dem Entwickler die Konzeption von 3D-Anwendungen erleichtert werden. Für deren Erstellung wird eine dokumentenzentrierte Komponentenarchitektur auf XML-Basis vorgestellt. Mit Hilfe eines visuellen Autorenwerkzeuges ist es nun möglich, interaktive 3D-Anwendungen aus wiederverwendbaren, standardisierten Bausteinen zusammenzusetzen und in verschiedene 3D-Zielformate, vor allem für das World Wide Web, zu transformieren. Despite research on Virtual Reality user interfaces there exists no standard for developing 3D applications. The PhD thesis proposes design guidelines and metaphors especially for DesktopVR UIs and provides a classification and specification approach for 3D widgets. A document-centered component architecture on the basis of XML along with a visual authoring tool allows the implementation of interactive 3D applications consisting of reusable, standardized components. The developed applications can be transformed to various 3D target formats, mainly for the World Wide Web.