Trackverfahren und Tracker-Bewertung

Gruppenbeschreibung

Die Gruppe Trackverfahren und Tracker-Bewertung widmet sich der Implementierung, Anwendung, Weiterentwicklung und Bewertung von Objektverfolgungsverfahren in Bildfolgen von passiven, bildgebenden Sensoren. Dabei wird eine große Vielfalt von Objekten, Plattformen, Sensoren, Objektentfernungen und Hintergründen  betrachtet. Dazu gehören Flugobjekte, Fahrzeuge und Schiffe sowohl als Objekte als auch als Plattformen, Sensoren im visuellen und infraroten (IR) Spektralbereich. Objektentfernungen von Metern bis einigen Kilometern und unstrukturierte Hintergründe wie blauer Himmel oder offene See bis stark strukturierte Hintergründe wie im urbanen Umfeld.

Es besteht zunehmend die Notwendigkeit Systemen mit Objektverfolgungsalgorithmen zu bewerten. Dies kann durch den absoluten Vergleich mit Grundwahrheitsdaten oder durch den relativen Vergleich der Systeme untereinander geschehen. Dazu werden je nach Anwendung die entsprechenden Bewertungsschemata und Bewertungskriterien erarbeitet. Die Gruppe verfügt zudem über verschiedene Systeme zur Erfassung und Verarbeitung von Grundwahrheitsdaten und entwickelt die Programme für die automatische Bewertung ständig weiter.

• Distributed and adaptive multisensor fusion engine (DAFNE)
  Das EDA geförderte Projekt (Laufzeit 2009-2011) mit Teilnehmern aus fünf Ländern (Italien, Niederlande, Polen, Tschechei, Deutschland) hat eine Software zur Fusion von verschiedensten Sensordaten zur Erhöhung des Situationsbewußtseins im urbanen Umfeld erarbeitet. Besonderer Fokus lag dabei auf der Einbeziehung von Kontextinformation und der Bewertung früherer Daten der Sensoren in die Gewichtung der einzelnen Sensordaten bei der Fusion. Das IOSB hat den Vergleich der Eingangs- und Ausgangsdaten des Systems  jeweils gegenüber Grundwahrheitsdaten und die Bewertung des Leistungsfähigkeitsgewinns auf dieser Grundlage durchgeführt.
• Maritime Zielerkennung und Schutz (MARS)
  Ziel des Projekts ist es die Maßnahmen eines Schiffs gegen die Bedrohung von Zielsuchköpfen zu bewerten. Dazu werden generische Varianten der Verfolgungsverfahren in den Zielsuchköpfen und deren Verhalten in Abhängigkeit der Umweltbedingungen und der Gegenmaßnahmen untersucht und bewertet. Man erhält dadurch Bedrohungsreichweiten und Treffwahrscheinlichkeiten als Funktion der eingeleiteten Gegenmaßnahmen. Dies führt im Ergebnis zur Entscheidungshilfe für den Kapitän über die zu treffende Gegenmaßnahme bzw. zu dem benötigten Sicherheitsabstand zu potentiellen Bedrohungen.
• Experimentalsystem zur Objekterkennung und Objektverfolgung
  Für die Evaluierung neuer Sensortypen, neuer Hardwarearchitekturen und neuer Verfahren für die echtzeitfähige Objekterkennung und Objektverfolgung in eingebetteten Systemen wurde ein modular aufgebautes Experimentalsystem entwickelt. Mit diesem System werden völlig neue Implementierungsansätze entwickelt. Ein Beispiel ist ein FPGA-basierter, dynamisch partiell rekonfigurierbarer Multi-Objekt-Tracker. Das Experimentalsystem kann für unterschiedliche Anforderungen wie beispielsweise den Einsatz in maritimen Umgebungen angepasst werden.
• Neue Ansätze für die Programmierung heterogener Hardwaresysteme
  Viele Systeme vom Desktoprechner bis zum Smartphone besitzen gleichzeitig unterschiedliche Hardwarearchitekturen wie beispielsweise Prozessoren und GPUs. Eine effektive Nutzung dieser heterogenen Ressourcen stellt neue Herausforderungen für Programmierer dar. Wir untersuchen Konzepte für eine einfache und effektive Programmierung heterogener Systeme.
• Vibrationsmessung an Windradflügeln im laufenden Betrieb
  Der verstärkte Bau von Windkraftanlagen (WKA) und Windparks und die dafür nötige Wartung wirft die Frage nach Wartungsintervallen und Schadensdetektion auf. Hierzu könnte die berührungsfreie Vibrationsmessung von Windradflügeln einen großen Beitrag liefern. Das IOSB entwickelt ein System, das mit der Kombiantion aus Laser-Vibrometrie und Kamera-basiertem Trackingverfahren in der Lage ist, aus einer Entfernung von ca. 300m die vollständige Anlage im laufenden Betrieb zu vermessen. Um dafür den Laserfleck auf wenige Zentimeter genau auf eine frei wählbare Position auch auf den drehenden Rotorblättern auszurichten und zu stabilisieren werden hochgenaue Verfolgungsverfahren benötigt.
• Underwater-Vision
  Die Inspektion und Dokumentation von Unterwasserbauwerken (Hafenanlagen, Off-Shore Windparks etc.) erfordert den kostspieligen und gefährlichen Einsatz von Tauchern. Eine automatische Bildaufnahme dieser Bauwerke mit einem autonomen Unterwasserfahrzeug erhöht die Einsatzzeit sowie die Wiederholbarkeit auch unter schwierigen Wetterbedingungen. Zur off-line Auswertung wird die aufgenommene Bildfolge zu einem sehr großen Panoramabild zusammengesetzt. Hierzu werden die entsprechenden Verfahren zur Erzeugung, Anzeige und Vergleich der Panoramabilder entwickelt, implementiert und getestet.