31/01/2012 - Sicherheit im Straßenverkehr - Neues Kamerasystem für die Fußgängererkennung

Menéame

In Zusammenarbeit mit einem Professor an der Universität Alcalá (UAH) haben deutsche Forscher ein System entwickelt, das künstliche Sicht die Anwesenheit von Fußgängern vor dem Fahrzeug. Das Gerät, das bald die High-End-Mercedes enthält, umfasst zwei Kameras und ein Laufwerk, das in Echtzeit die Informationen verarbeitet, die alle Punkte der Bilder liefern.

"Unser neues System ermöglicht es, Fußgänger aus dem Auto mit sichtbaren Spektrumkameras und unter Tagesbedingungen zu erkennen," erklärt SINC David Fernández Llorca, Professor an der Universität Alcalá (UAH). Der Forscher hat zusammen mit anderen Wissenschaftlern an der Universität Heidelberg und dem Max Planck Institute for Informatik an einer neuen Entwicklung für Prototypen der Firma Daimler in seinem Forschungszentrum in Ulm (Deutschland) teilgenommen. Die Studie wird in der Zeitschrift IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems veröffentlicht.

Die Neuheit des Geräts ist die Verwendung eines dichten Stereosystems. Der Begriff 'Stereo' bezieht sich auf die Anwesenheit von zwei Kameras, die etwa 30 cm in einer Struktur unter dem Rückspiegel voneinander getrennt sind. "Wie wir Menschen die Entfernung und Tiefe der Objekte durch die beiden Augen kennen, so ist es auch mit der künstlichen Sicht," vergleicht der Forscher.

"Und das System wird als 'dichtes' bezeichnet, weil es diese Informationen aus allen Punkten sammelt, die jedes Bild, das die Kameras aufnehmen, ausmachen," fügt Fernández Llorca hinzu. Wenn die Daten nur von einigen Punkten erfasst werden, auch wenn sie sehr charakteristisch sind (z. B. Kanten oder Ecken des Objekts), wird der Ausdruck "nicht dicht" verwendet.

Die dichte Stereo-Ansicht ermöglicht es, in Echtzeit eine viel genauere Erkennung der Frontumgebung des Fahrzeugs in Bereichen wie Straßenmodellierung, Schlaglöchern oder Posevariationen zwischen Fahrzeug und Asphalt durchzuführen. In der Tat erlaubt Verbesserung der Fußgängererkennung durch einen Faktor von bis zu 7,5 mal bei nicht dichten Systemen. Animierte Objekte, wie zum Beispiel ein Kind, das plötzlich die Straße überquert, kann in weniger als 200 Millisekunden entdeckt werden.

Verarbeitungseinheit zur Ausführung des Algorithmus

Die beiden Kameras sind mit einer Verarbeitungseinheit verbunden, die den künstlichen Sichtalgorithmus ausführt. Die komplexe Hardware hat Jahre der Entwicklung gedauert und basiert auf FPGA-Technologie (d. h. Field Programable Gate Array), einer Elektronik mit Logikblöcken, deren Funktionalität vor Ort durch eine spezielle Sprache konfiguriert werden kann.

Die Bilder können live auf einem Bildschirm angezeigt werden, mit Heads-up-Bildschirmen (vorne transparente Monitor) oder mit Projektionen über den Innenmond des Autos. Außerdem können verschiedene Aktionselemente hinzugefügt werden, um den Fahrer zu warnen oder zu unterstützen, wie z. B. Alarme, die vor der Anwesenheit eines Fußgängers gewarnt werden, Bremse-Aktivierungssysteme oder sogar Einrichtungen, die auf dem Lenkrad wirken, um Verkehrsunfälle zu vermeiden.

"Dieses Fußgängererkennungssystem wird sich in sehr kurzer Zeit in den neuen High-End-Modellen der Marke Mercedes wiederfinden," so Fernandez Llorca, räumt jedoch ein, dass das letzte Wort "von kommerziellen Entscheidungen abhängen wird," da es viele Entscheidungen gibt, die vor der Einführung in die Produktionskette getroffen werden müssen.

Die Fahrzeuge der Klasse C dieser Marke verfügen bereits über Systeme mit einer einzigen Kamera, um spezielle Objekte wie Verkehrssignale zu erkennen. Andere Hersteller wie Toyota haben auch angekündigt, dass sie bald Stereoanlagen zur Fußgängererkennung auf den Markt bringen werden.

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Bibliographische Referenz:

Christoph G. Keller, Markus Enzweiler, Marcus Rohrbach, David Fernández Llorca, Christoph Schnörr, and Dariu M. Gavrila. “The Benefits of Dense Stereo for Pedestrian Detection”. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems 12 (4), diciembre de 2011. Doi: 10.1109/TITS.2011.2143410.
 

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