Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Künstliche Intelligenz für Vorausschauendes Fahren: Automatisierte Bewegungsvorhersage für intelligente Manöverplanung

30.01.2020

Vorausschauendes Fahren hilft im Straßenverkehr dabei, Unfälle zu vermeiden. Dies gilt auch für automatisierte Fahrzeuge. So braucht es für eine intelligente – im wahrsten Sinne des Wortes „vorsichtige“ – Manöverplanung Informationen über das Verhalten anderer Verkehrsteilnehmer. Dabei hilft die automatisierte Bewegungsvorhersage, zu der auch an der Universität Ulm erfolgreich geforscht wird. Die Ulmer Wissenschaftler setzen dabei auch auf Künstliche Intelligenz.

„Für die Planung eines ‚intelligenten‘ Fahrmanövers braucht der Bordcomputer nicht nur Informationen über das bauliche Umfeld des Fahrzeugs, also über die Verkehrsführung, Beschilderung und Signalgebung, sondern auch darüber, wie sich andere Verkehrsteilnehmer wie Fahrzeuge, Fußgänger oder Radfahrer im Verkehrsraum bewegen“, erklärt Jan Strohbeck, Doktorand am Institut für Mess-, Regel- und Mikrotechnik der Universität Ulm bei Professor Klaus Dietmayer.


Die Abbildung visualisiert sowohl die Eingabedaten für das Künstliche Neuronale Netz (KNN) als auch dessen Ausgabe.

Abbildung: Jan Strohbeck


Jan Strohbeck und Dr. Michael Buchholz (v.l.)

Fotos: Elvira Eberhardt / Uni Ulm

Der Mensch hat es meist nicht schwer, vorherzusagen wohin ein vorausfahrendes Auto fährt, selbst wenn es nicht blinkt. Dafür genügt ihm die Beobachtung eines Schulterblickes oder eines bestimmten Fahrmanövers. Für das hochautomatisierte Fahrzeug ist es weitaus schwerer, eine zukünftige Bewegungsbahn zu prognostizieren.

„Mit kurzen Vorhersagezeiträumen von einer Sekunde kommt der Computer zwar noch gut zurecht, indem er sich mit einfachen Bewegungsmodellen behilft. Doch bei größeren Vorhersagehorizonten werden solche Verfahren zunehmend ungenau“, erklärt der 25-Jährige, der nach seinem Bachelor als Ingenieur einen Masterabschluss in Informatik gemacht hat.

Der Ulmer Wissenschaftler aus dem Institut für Mess-, Regel- und Mikrotechnik nutzt deshalb ein KI-Verfahren, um die Bewegungsprognosen für andere Verkehrsteilnehmer zu verbessern. „Wir verfolgen dabei einen sogenannten Deep-Learning-Ansatz, bei dem Künstliche Neuronale Netze zum Einsatz kommen“, erklärt Dr. Michael Buchholz, der das Forschungsprojekt leitet.

Das Ziel: die Bewegungsbahn eines Fahrzeuges mindestens für die nächsten 3 Sekunden möglichst korrekt vorherzusagen. Bei diesem Verfahren werden künstliche Bilder von der Umgebung des Fahrzeuges erzeugt. Dazu gehören die Fahrspuren sowie andere befahrbare Bereiche wie Seitenstreifen oder Parkbuchten, aber auch Informationen über andere Verkehrsteilnehmer.

„Ein Künstliches Neuronales Netz wird darauf trainiert, aus diesen Bildern relevante Informationen zu extrahieren und damit wahrscheinlichkeitsbasierte Aussagen über zukünftige Fahrzeugbewegungen abzuleiten. Diese dienen dann als Hypothesen zur Bewegungsvorhersage“, erläutert Strohbeck.
Die Leistungsfähigkeit dieses Ansatzes konnte Strohbeck mit seinen Kollegen Ende letzten Jahres mit einem eindrucksvollen Erfolg unter Beweis stellen.

So gewann das Ulmer Team um Jan Strohbeck die Argoverse Challenge im Bereich „Motion Forecasting“ (Bewegungsvorhersage). Bei diesem mehrwöchigen Wettbewerb, der vom US-amerikanischen Unternehmen Argo AI – einem Spezialisten für das Autonome Fahren –
ausgerichtet wird, traten Teams aus der ganz Welt gegeneinander an, und zwar in den Disziplinen „Tracking“ und „Motion Forecasting“.

Für das „Motion Forecasting“ mussten die Algorithmen beziehungsweise Modelle der Wettbewerbsteilnehmer möglichst gute Prognosen über das Abbiegeverhalten von Fahrzeugen an Kreuzungen treffen. Mit dem Sieg in dieser Kategorie, der mit 1500 Dollar prämiert wurde, konnte sich das Ulmer Team sogar gegen die Konkurrenz aus so hochrenommierten US-Universitäten wie Johns Hopkins oder dem Massachusetts Institute of Technology (MIT) durchsetzen. Bekannt gemacht wurde das Ergebnis Mitte Dezember auf einer internationalen Tagung zu Neural Information Processing im kanadischen Vancouver.

Beim Abbiegen Lücken im fließenden Verkehr erkennen

Jan Strohbeck forscht an der Universität Ulm im Rahmen des EU-Verbund-Projektes ICT4CART. Dabei geht es um die Unterstützung automatisierter Fahrzeuge im Straßenverkehr mithilfe von Informations- und Kommunikationstechnik in der Infrastruktur.

Unter anderem wird unter Nutzung externer Sensordaten ein detailliertes dynamisches Umfeldmodell einer schlecht einsehbaren Kreuzung in Ulm-Lehr erstellt und live an ein automatisiertes Fahrzeug übermittelt, um ihm das Abbiegen zu erleichtern. Strohbeck konzentriert sich hier auf die Entwicklung von Bewegungsprognoseverfahren für die automatische Manöverplanung.

Ganz praktisch soll das automatisierte Fahrzeug damit einschätzen lernen, ob Lücken im fließenden Verkehr groß genug sind, um sich beim Abbiegen unfallfrei einzufädeln.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Jan Strohbeck, Tel.: 0731 / 50 27026, E-Mail: jan.strohbeck@uni-ulm.de
Dr. Michael Buchholz, Tel.: 0731 / 50 27003, E-Mail: michael.buchholz@uni-ulm.de

Weitere Informationen:

https://evalai.cloudcv.org/web/challenges/challenge-page/454/overview

Andrea Weber-Tuckermann | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-ulm.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Besser gewappnet bei Überflutungen in der Stadt
02.04.2020 | Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU)

nachricht Das kognitive Internet als zentrale Schaltstelle der Industrie 4.0: Mit allen fünf Sinnen produzieren
02.04.2020 | Fraunhofer-Institut für Angewandte und Integrierte Sicherheit AISEC

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Quantenimaging: Unsichtbares sichtbar machen

Verschränkte Lichtteilchen lassen sich nutzen, um Bildgebungs- und Messverfahren zu verbessern. Ein Forscherteam am Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF in Jena hat eine Quantenimaging-Lösung entwickelt, die in extremen Spektralbereichen und mit weniger Licht genaueste Einblicke in Gewebeproben ermöglichen kann.

Optische Analyseverfahren wie Mikroskopie und Spektroskopie sind in sichtbaren Wellenlängenbereichen schon äußerst effizient. Doch im Infrarot- oder...

Im Focus: Sensationsfund: Spuren eines Regenwaldes in der Westantarktis

90 Millionen Jahre alter Waldboden belegt unerwartet warmes Südpol-Klima in der Kreidezeit

Ein internationales Forscherteam unter Leitung von Geowissenschaftlern des Alfred-Wegener-Institutes, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI)...

Im Focus: A sensational discovery: Traces of rainforests in West Antarctica

90 million-year-old forest soil provides unexpected evidence for exceptionally warm climate near the South Pole in the Cretaceous

An international team of researchers led by geoscientists from the Alfred Wegener Institute, Helmholtz Centre for Polar and Marine Research (AWI) have now...

Im Focus: Blockierung des Eisentransports könnte Tuberkulose stoppen

Tuberkulose-Bakterien brauchen Eisen zum Überleben. Wird der Eisentransport in den Bakterien gestoppt, so kann sich der Tuberkulose-Erreger nicht weiter vermehren. Nun haben Forscher der Universität Zürich die Struktur des Transportproteins ermittelt, das für die Eisenzufuhr zuständig ist. Dies eröffnet Möglichkeiten zur Entwicklung neuer Medikamente.

Einer der verheerendsten Erreger, der sich im Inneren menschlicher Zellen vermehren kann, ist Mycobacterium tuberculosis – der Bazillus, der Tuberkulose...

Im Focus: Blocking the Iron Transport Could Stop Tuberculosis

The bacteria that cause tuberculosis need iron to survive. Researchers at the University of Zurich have now solved the first detailed structure of the transport protein responsible for the iron supply. When the iron transport into the bacteria is inhibited, the pathogen can no longer grow. This opens novel ways to develop targeted tuberculosis drugs.

One of the most devastating pathogens that lives inside human cells is Mycobacterium tuberculosis, the bacillus that causes tuberculosis. According to the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

13. »AKL – International Laser Technology Congress«: 4.–6. Mai 2022 in Aachen – Lasertechnik Live bereits früher!

02.04.2020 | Veranstaltungen

Europäischer Rheumatologenkongress EULAR 2020 wird zum Online-Kongress

30.03.2020 | Veranstaltungen

“4th Hybrid Materials and Structures 2020” findet web-basiert statt

26.03.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Quantenimaging: Unsichtbares sichtbar machen

02.04.2020 | Physik Astronomie

Innovative Materialien und Bauelemente für die Terahertz-Elektronik

02.04.2020 | Materialwissenschaften

Besser gewappnet bei Überflutungen in der Stadt

02.04.2020 | Informationstechnologie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics