Эрнст Дикманнс - Ernst Dickmanns

Эрнст Дикманнс
Родился (1936-01-04) 4 января 1936 г. (возраст 84 года)
Niederkassel, Германия
НациональностьНемецкий
Альма-матерRWTH Ахенский университет
ИзвестенАвтономный автомобиль
Научная карьера
ПоляРобототехника и Искусственный интеллект
УчрежденияЦентр космических полетов Маршалла,
Университет Бундесвера Мюнхена

Эрнст Дитер Дикманнс это Немецкий пионер динамического компьютерного зрения и автомобили без водителя. Дикманнс был профессором в Университет Бундесвера Мюнхена (1975–2001) и приглашенный профессор в Калифорнийском технологическом институте и Массачусетском технологическом институте, преподавал курсы по «динамическому зрению».

биография

Дикманнс родился в 1936 году. Учился аэрокосмический и воздухоплавание в RWTH Ахен (1956–1961) и инженеры управления в Университет Принстона (1964/65); с 1961 по 1975 год он был связан с Немецким институтом аэрокосмических исследований (ныне DLR ) Оберпфаффенхофен, работающие в области динамики полета и оптимизация траектории. В 1971/72 г. он провел научную ассоциацию постдока с НАСА -Центр космических полетов Маршалла, Huntsville (возвращение на орбиту). С 1975 по 2001 год он работал в UniBw в Мюнхене, где он инициировал «Institut fuer Flugmechanik und Systemdynamik» (IFS), Institut fuer die «Technik Autonomer Systeme» (TAS) и исследовательскую деятельность в области машинного зрения для управления транспортными средствами.

Новаторская работа в области автономного вождения

В начале 80-х его команда оборудовала Мерседес Бенц фургон с камерами и другими датчиками. 5-тонный фургон был модернизирован, чтобы можно было управлять руль, дроссель, и тормоза через компьютер команды, основанные на оценке последовательностей изображений в реальном времени. Программного обеспечения было написано, что преобразовало сенсорные данные в соответствующие команды вождения. Из соображений безопасности первоначальные эксперименты в Бавария проходил на улицах без движение. В 1986 году автомобиль-робот «VaMoRs» смог двигаться сам по себе и к 1987 году был способен двигаться со скоростью до 96 километров в час (60 миль в час).[1]

Одна из самых серьезных проблем в области высокоскоростного автономного вождения возникает из-за быстро меняющихся визуальных уличных сцен. Тогда компьютеры были намного медленнее, чем сегодня (~ 1% от 1%); поэтому сложные компьютерное зрение стратегии были необходимы, чтобы реагировать в реальном времени. Команда Дикманнса решила проблему за счет новаторского подхода к динамическому видение. С самого начала использовались пространственно-временные модели, получившие название «4-D подход», которые не требовали сохранения предыдущих изображений, но, тем не менее, позволяли получать оценки всех 3-D компонентов положения и скорости. Контроль внимания, в том числе искусственный саккадический движения платформы с камерами позволили системе сосредоточить свое внимание на наиболее важных деталях визуального ввода. Фильтры Калмана были расширены до перспективного изображения и использовались для обеспечения надежного автономного вождения даже при наличии шум и неуверенность. Обратная связь об ошибках предсказания позволила обойти (плохо обусловленную) инверсию перспективной проекции с помощью аппроксимации методом наименьших квадратов.

Когда в 1986/87 г. ЭВРИКА -проект «Программа повышения эффективности и беспрецедентной безопасности движения в Европе» (ПРОМЕТЕЙ ) был инициирован европейской автомобильной промышленностью (финансирование в диапазоне нескольких сотен миллионов евро), первоначально запланированное автономное боковое наведение с помощью скрытых кабелей было отказано и заменено гораздо более гибким подходом машинного зрения, предложенным Дикманнсом и частично поощряемым его успехи. Участвовали большинство крупных автомобильных компаний; то же самое сделали Дикманнс и его команда в сотрудничестве с Daimler-Benz AG. За следующие 7 лет был достигнут значительный прогресс. В частности, машины-роботы Дикманнса научились ездить в пробках в различных условиях. Сопровождающий человек-водитель с «красной кнопкой» позаботился о том, чтобы роботизированный автомобиль не вышел из-под контроля и не стал опасным для населения. С 1992 года вождение в общественном транспорте было стандартом в качестве последнего шага в реальных испытаниях. Несколько десятков Транспьютеры, особая порода параллельные компьютеры, использовались для удовлетворения (по стандартам 1990-х годов) огромных вычислительных требований.

Две кульминационные точки были достигнуты в 1994/95 году, когда Дикманнс модернизировал автономную S-класс Мерседес Бенц провели международные демонстрации. Первой была заключительная презентация проекта PROMETHEUS в октябре 1994 года на Автостраде 1 недалеко от аэропорта Шарль-де-Голль в Париже. С гостями на борту парные автомобили Daimler-Benz (VITA-2) и UniBwM (ВАМП ) проехал более 1000 километров (620 миль) по трехполосному шоссе в стандартном плотном потоке со скоростью до 130 километров в час (81 миль в час). Продемонстрировано движение по свободным полосам, движение колонн с выдерживанием дистанции в зависимости от скорости, а также смена полосы движения влево и вправо с автономным обгоном; последнее потребовало интерпретации дорожной сцены также в задней полусфере. Для этого параллельно использовались две камеры с разным фокусным расстоянием для каждого полушария.

Второй точкой кульминации стало путешествие на 1758 километров (1092 мили) осенью 1995 года от Мюнхен в Бавария к Оденсе в Дания на встречу по проекту и обратно. Как продольное, так и боковое наведение выполнялись автономно с помощью зрения. На автомагистралях робот достиг скорости, превышающей 175 километров в час (109 миль в час) (общего ограничения скорости на шоссе нет. Автобан ). Публикации исследовательской группы Дикманна[2] указать среднее автономное расстояние без сбросов ~ 9 километров (5,6 миль); Самый длинный участок с автономным движением достиг 158 километров (98 миль). Более половины необходимых сбросов были выполнены автономно (без вмешательства человека). Это особенно впечатляет, учитывая, что система использовала черно-белые видеокамеры и не моделировала такие ситуации, как строительные площадки с желтой разметкой полос движения; перестроения на скорости более 140 километров в час (87 миль в час) и другие транспортные средства с относительной скоростью более 40 километров в час (25 миль в час) были обработаны. Всего было достигнуто 95% автономного вождения (по расстоянию).

В период с 1994 по 2004 год более старый 5-тонный фургон «VaMoRs» использовался для развития навыков, необходимых для вождения по сети второстепенных (также незащищенных) дорог и для вождения по пересеченной местности, включая избежание таких препятствий, как канавы. Съезд на перекресток неизвестной ширины и углов пересечения потребовал больших усилий, но был достигнут с помощью «многофокусного саккадического видения, основанного на ожиданиях» (EMS-vision). Это зрение позвоночного типа использует возможности анимации, основанные на знаниях о предметных классах (включая само автономное транспортное средство) и их потенциальном поведении в определенных ситуациях. Этот богатый фон используется для управления взглядом и вниманием, а также для передвижения.[3]

Помимо наведения наземных транспортных средств, также были исследованы приложения 4-D подхода к динамическому обзору для беспилотных летательных аппаратов (обычных самолетов и вертолетов). Автономные визуальные заходы на посадку и приземления были продемонстрированы в компьютерном моделировании с объединением визуальных и инерциальных данных. Реальные автономные визуальные заходы на посадку незадолго до приземления были выполнены в 1992 году с помощью двухвинтового самолета. Дорнье До 128 из Брансуикский университет в аэропорту нет.

Еще одним успехом этой технологии машинного зрения стал первый эксперимент с визуально контролируемым захватом свободно плавающего объекта в невесомости на борту космического челнока Columbia D2 в 1993 году в рамках эксперимента DLR «Ротекс».

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Делкер, Янош (19.07.2018). «Человек, который изобрел беспилотный автомобиль (в 1986 году)». Политико. Получено 2018-07-24.
  2. ^ "сервер не работает". Архивировано из оригинал на 2007-10-10.
  3. ^ Динамическое зрение для восприятия и управления движением, книга 2007 года Эрнста Д. Дикманнса

внешние ссылки