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© 2004 Alen Zurfluh, Michael Biedermann, Simon Börlin Intelligent Car Version 1.0, 6. Januar 2004 Intelligent Car Intelligente Peripheriegeräte des intelligent.

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Präsentation zum Thema: "© 2004 Alen Zurfluh, Michael Biedermann, Simon Börlin Intelligent Car Version 1.0, 6. Januar 2004 Intelligent Car Intelligente Peripheriegeräte des intelligent."—  Präsentation transkript:

1 © 2004 Alen Zurfluh, Michael Biedermann, Simon Börlin Intelligent Car Version 1.0, 6. Januar 2004 Intelligent Car Intelligente Peripheriegeräte des intelligent Car Auto ein Netzwerk in sich Auto als Netzwerkobjekt

2 © 2004 Alen Zurfluh, Michael Biedermann, Simon Börlin Intelligent Car Version 1.0, 6. Januar 2004 Intelligente Peripheriegeräte des „intelligent Car“ l Inhalt – Positionsbestimmung mit Hilfe von GPS – Internet im Auto – Radarsystem – Night Vision – „Intelligenter Rückspiegel“ – Sekundenschlaf

3 © 2004 Alen Zurfluh, Michael Biedermann, Simon Börlin Intelligent Car Version 1.0, 6. Januar 2004 GPS = Global Positioning System l Positionsbestimmung mit Hilfe von GPS l Gegründet durch US-Verteidigungsministerium 1990 l Total 24 Satelliten (3 Reserve) l 3 Satelliten notwendig für Bestimmung l Beliebig viele Benutzer möglich

4 © 2004 Alen Zurfluh, Michael Biedermann, Simon Börlin Intelligent Car Version 1.0, 6. Januar 2004 Geschichte GPS l 1960: Idee, Planungsbeginn l 1972: Erstes Testsystem l 1978: Erster Satellit im All l April 1995: volle Funktionsfähigkeit l Kosten bis heute: ca. 12 Milliarden $

5 © 2004 Alen Zurfluh, Michael Biedermann, Simon Börlin Intelligent Car Version 1.0, 6. Januar 2004 GPS - Funktionsweise l Messung der Entfernung zu verschiedenen Satelliten l Schnittpunkt-Berechnung l Von jedem Punkt sind immer 4 Satelliten sichtbar! l Genauigkeit (zivil, gewollt): Ca. 10 Meter

6 © 2004 Alen Zurfluh, Michael Biedermann, Simon Börlin Intelligent Car Version 1.0, 6. Januar 2004 GPS - Funktionsweise l Distanz = Geschwindigkeit × Zeit l Wellen breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit aus l Messen der zeitlichen Verschiebung zwischen empfangenem Signal und bekanntem Muster

7 © 2004 Alen Zurfluh, Michael Biedermann, Simon Börlin Intelligent Car Version 1.0, 6. Januar 2004 GPS - Fehlerquellen l Funktioniert nicht in Tunnels, deshalb Zusatz: Messung der Radumdrehungen und Richtungsbestimmung mit Kompass l Reflektion der Funksignale l Geschwindigkeitsabweichungen (Atmosphärische Einflüsse) l Ungünstige Satellitenkonstellation (GDOP -Geometric Delusion of Precision)

8 © 2004 Alen Zurfluh, Michael Biedermann, Simon Börlin Intelligent Car Version 1.0, 6. Januar 2004 Internet im „intelligent car“ ??

9 © 2004 Alen Zurfluh, Michael Biedermann, Simon Börlin Intelligent Car Version 1.0, 6. Januar 2004 Internet l Spinnerei? l Forester Reasearch: „30 million vehicles will be net-enabled by 2005“  5 Billions Revenue 2005 l Parallele: 1930 erstes Autoradio. Anfangs grosse Skeptik

10 © 2004 Alen Zurfluh, Michael Biedermann, Simon Börlin Intelligent Car Version 1.0, 6. Januar 2004 Internet l Anwendungsmöglichkeiten – im Zusammenspiel mit GPS (Yellow Pages) – Wo finde ich das nächste Parkhaus? – Wo ist das nächste Chinesische Restaurant? l Bei BWM: „Nur“ WAP Browser möglich. Kein freies Surfen l 'Location-Based Services' l Sicherheit laut BWM gewährleistet da PULL Service (TV = PUSH Service)

11 © 2004 Alen Zurfluh, Michael Biedermann, Simon Börlin Intelligent Car Version 1.0, 6. Januar 2004 Intelligente Rückspiegel l Überwachung des „toten Winkel“ l Warnung des Fahrers l Selbstschutz bei Rückspiegel l Parkhilfe

12 © 2004 Alen Zurfluh, Michael Biedermann, Simon Börlin Intelligent Car Version 1.0, 6. Januar 2004 Sensoren l Abstandssensoren l Im Kühlergrill montiert l Misst Abstand nach vorne l Kann automatisch beschleunigen/bremsen

13 © 2004 Alen Zurfluh, Michael Biedermann, Simon Börlin Intelligent Car Version 1.0, 6. Januar 2004 Sensoren Mit modernen Umgebungssensoren wie Weitwinkelradar und Kameras mit Bilderkennung, kann ein Auto (bei LKWs schon in der Testphase) auf Autobahnen schon selbständig die Spur behalten und das Tempo kontrollieren. Durch exzessive Weiterentwicklung der Kameras mit Bilderkennung zur Erkennung aller Verkehrsrelevanten Objekte (Strassenschilder, Ampeln…) und Routenlenkung über ein intelligentes Navigationssystem, wäre es sogar vorstellbar, dass ein Auto selbständig von A nach B fährt.

14 © 2004 Alen Zurfluh, Michael Biedermann, Simon Börlin Intelligent Car Version 1.0, 6. Januar 2004 DaimlerChrysler Nightvision l Warum sehen Eulen so gut? l Einsatz von Infrarot Kameras / Licht l Mit konventionellem Licht hat man nachts nur 40m Sicht mit Night Vision 150m !!

15 © 2004 Alen Zurfluh, Michael Biedermann, Simon Börlin Intelligent Car Version 1.0, 6. Januar 2004 DaimlerChrysler Nightvision

16 © 2004 Alen Zurfluh, Michael Biedermann, Simon Börlin Intelligent Car Version 1.0, 6. Januar 2004 DaimlerChrysler - Distronic l DaimlerChrysler führt 1999 „Distronic“ erfolgreich ein. l Anwendbar bei Geschwindigkeiten von 40 – 160 km/h (auf Autobahnen) l Beruht auf Radarsensor

17 © 2004 Alen Zurfluh, Michael Biedermann, Simon Börlin Intelligent Car Version 1.0, 6. Januar 2004 DaimlerChrysler - Distronic l Problem in Kurven, Erkennung schwach l Bremskraft zu stark eingestellt l Problem beim Überholen, wenn man zu nahe auffährt l Problem bei zu starkem Gas-Geben (man wird abgebremst) l Auch im Stadtverkehr nicht brauchbar. Hier muss Umgebung viel differenzierter wahr genommen werden. Blickfeld muss breiter sein.  Daimler forscht deshalb an Videobasierten Fahrer – Assistenzsystemen

18 © 2004 Alen Zurfluh, Michael Biedermann, Simon Börlin Intelligent Car Version 1.0, 6. Januar 2004 Videobasierte Fahrerassistenz-Systeme l Videobilder sind dem „Menschenbild“ ähnlich. Deshalb eignen sie sich gut! l Grundlage für bremsen/nicht-bremsen; warnen/nicht-warnen l Konzentration auf die entscheidungsrelevante Bereiche des Bildes (  Detektierung) l Es gibt zwei Methoden OPTISCHER FLUSSSTEREOBILDTECHNIK

19 © 2004 Alen Zurfluh, Michael Biedermann, Simon Börlin Intelligent Car Version 1.0, 6. Januar 2004 Optischer Fluss l Aufnahme des Verkehrsgeschehen in Einzelbilder l Berechnung der Verschiebung markanter Punkte l 1983 erste Detektierung einer solchen Bewegung  Aber Aufwand für Berechnung: 1 ganzes Wochenende l Heute Berechnung von mehreren Bewegungen innerhalb einer Sekunde l  Gestiegene Rechenleistung l  „harte“ Forschung von DaimlerChrysler  gute Algorithmen

20 © 2004 Alen Zurfluh, Michael Biedermann, Simon Börlin Intelligent Car Version 1.0, 6. Januar 2004 Stereobildtechnik l Stereoanordnung: 2 Kameras, Objektive haben 30cm Abstand l Es kann ein 3-D Bild aufgebaut werden mit Entfernungen von bis zu 60m

21 © 2004 Alen Zurfluh, Michael Biedermann, Simon Börlin Intelligent Car Version 1.0, 6. Januar 2004 Beste Methode l Vor 2 Jahren wurden beide Verfahren kombiniert l Gute Resultate! l Bewegungen werden sogar unabhängig von der Umgebung wahrgenommen l Berechnung der Annäherungsgeschwindigkeit möglich (in Echtzeit!!) l Wahrnehmung eines Kinderkopfes: Dauert nur 80ms!

22 © 2004 Alen Zurfluh, Michael Biedermann, Simon Börlin Intelligent Car Version 1.0, 6. Januar 2004 Tracking l Sieht Kollisionsgefahr voraus l Beobachtet Bewegungsgeschwindigkeit (relativ und absolut) und Bewegungsrichtung l Es werden sehr viele Berechnung ausgeführt pro Sekunde l So sind Dank der Trägheit Voraussagen errechenbar  Warnung an Fahrer l Komplexe Algorithmen sind notwendig

23 © 2004 Alen Zurfluh, Michael Biedermann, Simon Börlin Intelligent Car Version 1.0, 6. Januar 2004 Erkennung von Objekten l Grosse Herausforderung für Forschung l Erkennung von Verkehrsschildern / Ampeln l Dieses Wissen „einzupflanzen“ würde Generationen dauern  System muss lernen! (Wie der Mensch) l Lernen mit „markierten Bildern“

24 © 2004 Alen Zurfluh, Michael Biedermann, Simon Börlin Intelligent Car Version 1.0, 6. Januar 2004 Einsatz l Bei Kreuzung (Brennpunkte!) Ampel- geregelt : 50% Unfall-Verschulden Vortritt- geregelt: 95% Unfall-Verschulden l Mensch übersieht Verkehrsignale schlicht l Bremsen bei Stopp-Signal (funktioniert) l Problem bei Erkennung von Ampeln (keine Norm) l Geplant bis 2006: Fussgänger Erkennung

25 © 2004 Alen Zurfluh, Michael Biedermann, Simon Börlin Intelligent Car Version 1.0, 6. Januar 2004 Sekundenschlaf l Innerhalb 24 Stunden insgesamt 161 Autofahrer an einer Autobahnraststätte getestet. l Gemessen wurde dabei der PUI (Pupillen-Unruhe-Index). l Knapp 25 Prozent der untersuchten Fahrer zeigten erhöhte Schläfrigkeitswerte. Von ihnen waren zehn Prozent so übermüdet, dass sie nicht hätten weiter fahren dürfen. l 15 Prozent waren zumindest so müde, dass sie eine längere Pause nötig hatten. Aber auch danach hätten sie nur noch maximal eine halbe Stunde weiter fahren dürfen l Sechs der 161 Probanden schliefen sogar während des Tests ein.

26 © 2004 Alen Zurfluh, Michael Biedermann, Simon Börlin Intelligent Car Version 1.0, 6. Januar 2004 Mittel gegen Sekundenschlaf l Sekundenschlaf bei 24% der tödlichen Autobahnunfälle die Unfallursache (Gesamtverbandes der Deutschen Versicherungswirtschaft) l Lidschlagverhalten dient als Indikator l In der Praxis einsetzbar (BMW ConnectDrive) l Das Ziel ist es die aus der Ermüdung resultierende Gefahren für die Sicherheit möglichst früh zu erkennen und zu verringern

27 © 2004 Alen Zurfluh, Michael Biedermann, Simon Börlin Intelligent Car Version 1.0, 6. Januar 2004 Kamera

28 © 2004 Alen Zurfluh, Michael Biedermann, Simon Börlin Intelligent Car Version 1.0, 6. Januar 2004 Lidschlagverhalten l Wacher Mensch: – Wenige, aber schnelle Lidschläge l Müder Mensch: – Viele, aber langsame Lidschläge l Öffnungsgrad der Augen  Kombination stellt Entscheidungsregel dar

29 © 2004 Alen Zurfluh, Michael Biedermann, Simon Börlin Intelligent Car Version 1.0, 6. Januar Abstufungen l Stufe 1 : Wach l Stufe 2 : Aufmerksamkeit gemindert l Stufe 3 : Müde l Stufe 4 : Schläfrig l Alarmierung ab Stufe 2 (vorsorglich) l Verantwortung immer noch beim Fahrer l Planung: Informationen im Navigationssystem zum nächsten Hotel/Parkplatz anzeigen

30 © 2004 Alen Zurfluh, Michael Biedermann, Simon Börlin Intelligent Car Version 1.0, 6. Januar 2004 Intro > l Bei längeren Autofahrten mindestens alle zwei Stunden 15 Minuten Pause einlegen. l Längere Fahrten bei Nacht vermeiden - die Sinne nehmen bei einer Fahrt auf der leeren nächtlichen Autobahn weniger Reize auf. Das ermüdet zusätzlich. l Auf koffeinhaltige Getränke und Aufputschmittel verzichten: Die Leistungskurve steigt nur kurzfristig an, fällt dann aber rapide ab - man ist noch müder. l Ausreichend Wasser, Säfte oder Tee trinken, da so das Leistungsniveau länger konstant bleibt.


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