Ernst Dickmanns - Ernst Dickmanns

Ernst Dickmanns
Urodzić się ( 04.01.1936 )4 stycznia 1936 (85 lat)
Narodowość Niemiecki
Alma Mater Uniwersytet RWTH w Akwizgranie
Znany z Autonomiczny samochód
Kariera naukowa
Pola Robotyka i Sztuczna Inteligencja
Instytucje Marshall Space Flight Center ,
Uniwersytet Bundeswehry w Monachium

Ernst Dieter Dickmanns jest niemieckim pionierem dynamicznej wizji komputerowej i samochodów bez kierowcy . Dickmanns był profesorem na Uniwersytecie Bundeswehry w Monachium (1975–2001) oraz profesorem wizytującym w Caltech i MIT, prowadząc kursy na temat „wizji dynamicznej”.

Biografia

Dickmanns urodził się w 1936 roku. Studiował lotnictwo i aeronautykę w RWTH Aachen (1956-1961) oraz inżynierię sterowania na Uniwersytecie Princeton (1964/65); w latach 1961-1975 był związany z Niemieckim Zakładem Badań Lotniczo-Kosmicznych (obecnie DLR ) Oberpfaffenhofen , zajmującym się dynamiką lotu i optymalizacją trajektorii . W 1971/72 spędził Post-Doc Badawczej stowarzyszanie z NASA - Marshall Space Flight Center , Huntsville (orbiter ponownego wjazdu). W latach 1975-2001 pracował w UniBw Monachium, gdzie zainicjował „Institut fuer Flugmechanik und Systemdynamik” (IFS), Institut fuer die „Technik Autonomer Systeme” (TAS) oraz działalność badawczą w zakresie wizji maszynowej do kierowania pojazdami.

Pionierska praca w autonomicznej jeździe

Na początku lat 80. jego zespół wyposażył furgonetkę Mercedes-Benz w kamery i inne czujniki. 5-tonowa furgonetka została przeprojektowana, aby można było sterować kierownicą , przepustnicą i hamulcami za pomocą poleceń komputerowych opartych na ocenie sekwencji obrazów w czasie rzeczywistym. Napisano oprogramowanie, które tłumaczyło dane sensoryczne na odpowiednie polecenia jazdy. Ze względów bezpieczeństwa pierwsze eksperymenty w Bawarii odbywały się na ulicach bez ruchu . W 1986 r. samochód robota „VaMoRs” zdołał jechać sam i do 1987 r. był w stanie jechać z prędkością do 96 kilometrów na godzinę (60 mph).

Jedno z największych wyzwań w szybkiej autonomicznej jeździe wynika z szybko zmieniających się wizualnych scen ulicznych. W tamtych czasach komputery były znacznie wolniejsze niż obecnie (~1% z 1%); dlatego potrzebne były wyrafinowane strategie wizji komputerowej, aby reagować w czasie rzeczywistym. Zespół Dickmannsa rozwiązał problem poprzez innowacyjne podejście do dynamicznej wizji . Modele czasoprzestrzenne były używane od samego początku, nazwane „podejściem 4-D”, które nie wymagało przechowywania poprzednich obrazów, ale mimo to było w stanie dostarczyć oszacowania wszystkich trójwymiarowych komponentów położenia i prędkości. Kontrola uwagi, w tym sztuczne ruchy sakkadowe platformy, na której znajdują się kamery, pozwoliła systemowi skupić swoją uwagę na najbardziej istotnych szczegółach sygnału wizualnego. Filtry Kalmana zostały rozszerzone na obrazowanie perspektywiczne i zostały wykorzystane do osiągnięcia solidnej autonomicznej jazdy nawet w obecności hałasu i niepewności . Informacje zwrotne na temat błędów predykcji pozwoliły na ominięcie (nieuwarunkowanego) odwrócenia projekcji perspektywicznej przez dopasowania parametrów metodą najmniejszych kwadratów.

Kiedy w latach 1986/87 projekt EUREKA „PROGRAM NAJWYŻSZEJ WYDAJNOŚCI I BEZPIECZEŃSTWA EUROPEJSKIEGO RUCHU” ( PROMETHEUS ) został zainicjowany przez europejski przemysł produkcji samochodów (dofinansowanie w wysokości kilkuset milionów euro), początkowo planowany autonomiczny prowadzenie przez zakopane kable zostało porzucone i zastąpione znacznie bardziej elastycznym podejściem do widzenia maszynowego zaproponowanym przez Dickmannsa i częściowo zachęcone jego sukcesami. Uczestniczyła w nim większość głównych firm samochodowych; podobnie Dickmanns i jego zespół we współpracy z Daimler-Benz AG. W ciągu następnych 7 lat osiągnięto znaczny postęp. W szczególności samochody-roboty Dickmannsa nauczyły się jeździć w ruchu ulicznym w różnych warunkach. Towarzyszący człowiekowi kierowca z „czerwonym przyciskiem” upewnił się, że pojazd robota nie może wymknąć się spod kontroli i stać się zagrożeniem dla społeczeństwa. Od 1992 roku jazda w ruchu publicznym była standardem jako końcowym etapem testów w świecie rzeczywistym. Kilkadziesiąt Transputerów , specjalnego rodzaju komputerów równoległych , zostało użytych do sprostania (jak na standardy lat 90.) ogromnym wymaganiom obliczeniowym.

Dwa punkty kulminacyjne osiągnięto w sezonie 1994/95, kiedy przeprojektowany przez Dickmannsa autonomiczny Mercedes-Benz Klasy S przeprowadził międzynarodowe demonstracje. Pierwszym z nich była końcowa prezentacja projektu PROMETHEUS w październiku 1994 r. na Autoroute 1 w pobliżu lotniska Charles-de-Gaulle w Paryżu. Z gośćmi na pokładzie, bliźniacze pojazdy Daimler-Benz (VITA-2) i UniBwM ( VaMP ) przejechały ponad 1000 kilometrów (620 mil) po trzypasmowej autostradzie w standardowym ruchu o dużym natężeniu z prędkością do 130 kilometrów na godzinę ( 81 mil na godzinę). Zademonstrowano jazdę na wolnych pasach, jazdę w konwoju z utrzymywaniem odległości w zależności od prędkości oraz zmiany pasów ruchu w lewo i w prawo z autonomicznym mijaniem; ta ostatnia wymagała interpretacji sceny drogowej również na tylnej półkuli. W tym celu zastosowano równolegle dwa aparaty o różnych ogniskowych dla każdej półkuli.

Drugim punktem kulminacyjnym była podróż o długości 1758 kilometrów (1092 mil) jesienią 1995 roku z Monachium w Bawarii do Odense w Danii na spotkanie projektowe iz powrotem. Zarówno prowadzenie wzdłużne, jak i boczne były wykonywane autonomicznie przez wzrok. Na autostradach robot osiągał prędkości przekraczające 175 kilometrów na godzinę (109 mph) (na autostradzie nie ma ogólnego ograniczenia prędkości ). Publikacje z grupy badawczej Dickmanna wskazują średnią odległość autonomicznie przejechaną bez resetów ~ 9 kilometrów (5,6 mil); najdłuższy autonomicznie napędzany odcinek osiągnął 158 kilometrów (98 mil). Ponad połowa wymaganych resetów została osiągnięta autonomicznie (bez interwencji człowieka). Jest to szczególnie imponujące, biorąc pod uwagę, że system wykorzystywał czarno-białe kamery wideo i nie modelował sytuacji, takich jak place budowy dróg z żółtymi oznaczeniami pasów; obsłużono zmiany pasów z prędkością ponad 140 kilometrów na godzinę (87 mph) oraz inny ruch z prędkością względną powyżej 40 kilometrów na godzinę (25 mph). Łącznie osiągnięto 95% jazdy autonomicznej (w przeliczeniu na odległość).

W latach 1994-2004 starszy 5-tonowy van „VaMoRs” został wykorzystany do rozwinięcia zdolności potrzebnych do jazdy po sieci mniejszych (również nieuszczelnionych) dróg oraz do jazdy terenowej, w tym do unikania negatywnych przeszkód, takich jak rowy. Skręcanie na skrzyżowaniach o nieznanej szerokości i kątach przecięcia wymagało dużego wysiłku, ale udało się to osiągnąć dzięki „wizji opartej na oczekiwaniach, wieloogniskowej, sakkadowej” (wizja EMS). To widzenie typu kręgowców wykorzystuje możliwości animacji oparte na wiedzy o zajęciach przedmiotowych (w tym o samym pojeździe autonomicznym) i ich potencjalnych zachowaniach w określonych sytuacjach. To bogate tło służy do kontroli wzroku i uwagi oraz poruszania się.

Oprócz naprowadzania pojazdów naziemnych zbadano również zastosowania podejścia 4-D do dynamicznego widzenia dla bezzałogowych statków powietrznych (konwencjonalnych samolotów i helikopterów). Autonomiczne wizualne podejścia do lądowania i lądowania zostały zademonstrowane w symulacjach sprzętowych w pętli z połączeniem danych wizualnych/bezwładnościowych. Rzeczywiste, autonomiczne podejścia do lądowania z widocznością do momentu przyziemienia zostały wykonane w 1992 r. za pomocą dwuśmigłowego samolotu Dornier 128 z Uniwersytetu w Brunszwiku na tamtejszym lotnisku.

Kolejnym sukcesem tej technologii widzenia maszynowego był pierwszy w historii kontrolowany wizualnie eksperyment chwytania swobodnie unoszącego się obiektu w stanie nieważkości na pokładzie promu kosmicznego Columbia D2 w 1993 roku w ramach eksperymentu „Rotex” DLR.

Zobacz też

Bibliografia

  1. ^ Delcker, Janosch (19.07.2018). „Człowiek, który wynalazł samojezdny samochód (w 1986 r.)” . Polityka . Pobrano 2018-07-24 .
  2. ^ "serwer nie działa" . Zarchiwizowane od oryginału w dniu 2007-10-10.
  3. ^ Dynamiczna wizja percepcji i kontroli ruchu , książka 2007 Ernsta D. Dickmannsa

Zewnętrzne linki