leave a trace - A People Tracking System Meets Anomaly Detection

Video surveillance always had a negative connotation, among others because of the loss of privacy and because it may not automatically increase public safety. If it was able to detect atypical (i.e. dangerous) situations in real time, autonomously and anonymously, this could change. A prerequisite for this is a reliable automatic detection of possibly dangerous situations from video data. This is done classically by object extraction and tracking. From the derived trajectories, we then want to determine dangerous situations by detecting atypical trajectories. However, due to ethical considerations it is better to develop such a system on data without people being threatened or even harmed, plus with having them know that there is such a tracking system installed. Another important point is that these situations do not occur very often in real, public CCTV areas and may be captured properly even less. In the artistic project leave a trace the tracked objects, people in an atrium of a institutional building, become actor and thus part of the installation. Visualisation in real-time allows interaction by these actors, which in turn creates many atypical interaction situations on which we can develop our situation detection. The data set has evolved over three years and hence, is huge. In this article we describe the tracking system and several approaches for the detection of atypical trajectories

Measurable Safety of Automated Driving Functions in Commercial Motor Vehicles - Technological and Methodical Approaches

Fahrerassistenzsysteme sowie automatisiertes Fahren leisten einen wesentlichen Beitrag zur Verbesserung der Verkehrssicherheit von Kraftfahrzeugen, insbesondere von Nutzfahrzeugen. Mit der Weiterentwicklung des automatisierten Fahrens steigt hierbei die funktionale Leistungsfähigkeit, woraus Anforderungen an neue, gesamtheitliche Erprobungskonzepte entstehen. Um die Absicherung höherer Stufen von automatisierten Fahrfunktionen zu garantieren, sind neuartige Verifikations- und Validierungsmethoden erforderlich. Ziel dieser Arbeit ist es, durch die Aggregation von Testergebnissen aus wissensbasierten und datengetriebenen Testplattformen den Übergang von einer quantitativen Kilometerzahl zu einer qualitativen Testabdeckung zu ermöglichen. Die adaptive Testabdeckung zielt somit auf einen Kompromiss zwischen Effizienz- und Effektivitätskriterien für die Absicherung von automatisierten Fahrfunktionen in der Produktentstehung von Nutzfahrzeugen ab. Diese Arbeit umfasst die Konzeption und Implementierung eines modularen Frameworks zur kundenorientierten Absicherung automatisierter Fahrfunktionen mit vertretbarem Aufwand. Ausgehend vom Konfliktmanagement für die Anforderungen der Teststrategie werden hochautomatisierte Testansätze entwickelt. Dementsprechend wird jeder Testansatz mit seinen jeweiligen Testzielen integriert, um die Basis eines kontextgesteuerten Testkonzepts zu realisieren. Die wesentlichen Beiträge dieser Arbeit befassen sich mit vier Schwerpunkten: * Zunächst wird ein Co-Simulationsansatz präsentiert, mit dem sich die Sensoreingänge in einem Hardware-in-the-Loop-Prüfstand mithilfe synthetischer Fahrszenarien simulieren und/ oder stimulieren lassen. Der vorgestellte Aufbau bietet einen phänomenologischen Modellierungsansatz, um einen Kompromiss zwischen der Modellgranularität und dem Rechenaufwand der Echtzeitsimulation zu erreichen. Diese Methode wird für eine modulare Integration von Simulationskomponenten, wie Verkehrssimulation und Fahrdynamik, verwendet, um relevante Phänomene in kritischen Fahrszenarien zu modellieren. * Danach wird ein Messtechnik- und Datenanalysekonzept für die weltweite Absicherung von automatisierten Fahrfunktionen vorgestellt, welches eine Skalierbarkeit zur Aufzeichnung von Fahrzeugsensor- und/ oder Umfeldsensordaten von spezifischen Fahrereignissen einerseits und permanenten Daten zur statistischen Absicherung und Softwareentwicklung andererseits erlaubt. Messdaten aus länderspezifischen Feldversuchen werden aufgezeichnet und zentral in einer Cloud-Datenbank gespeichert. * Anschließend wird ein ontologiebasierter Ansatz zur Integration einer komplementären Wissensquelle aus Feldbeobachtungen in ein Wissensmanagementsystem beschrieben. Die Gruppierung von Aufzeichnungen wird mittels einer ereignisbasierten Zeitreihenanalyse mit hierarchischer Clusterbildung und normalisierter Kreuzkorrelation realisiert. Aus dem extrahierten Cluster und seinem Parameterraum lassen sich die Eintrittswahrscheinlichkeit jedes logischen Szenarios und die Wahrscheinlichkeitsverteilungen der zugehörigen Parameter ableiten. Durch die Korrelationsanalyse von synthetischen und naturalistischen Fahrszenarien wird die anforderungsbasierte Testabdeckung adaptiv und systematisch durch ausführbare Szenario-Spezifikationen erweitert. * Schließlich wird eine prospektive Risikobewertung als invertiertes Konfidenzniveau der messbaren Sicherheit mithilfe von Sensitivitäts- und Zuverlässigkeitsanalysen durchgeführt. Der Versagensbereich kann im Parameterraum identifiziert werden, um die Versagenswahrscheinlichkeit für jedes extrahierte logische Szenario durch verschiedene Stichprobenverfahren, wie beispielsweise die Monte-Carlo-Simulation und Adaptive-Importance-Sampling, vorherzusagen. Dabei führt die geschätzte Wahrscheinlichkeit einer Sicherheitsverletzung für jedes gruppierte logische Szenario zu einer messbaren Sicherheitsvorhersage. Das vorgestellte Framework erlaubt es, die Lücke zwischen wissensbasierten und datengetriebenen Testplattformen zu schließen, um die Wissensbasis für die Abdeckung der Operational Design Domains konsequent zu erweitern. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse den Nutzen und die Herausforderungen des entwickelten Frameworks für messbare Sicherheit durch ein Vertrauensmaß der Risikobewertung. Dies ermöglicht eine kosteneffiziente Erweiterung der Validität der Testdomäne im gesamten Softwareentwicklungsprozess, um die erforderlichen Testabbruchkriterien zu erreichen

Measurable Safety of Automated Driving Functions in Commercial Motor Vehicles

With the further development of automated driving, the functional performance increases resulting in the need for new and comprehensive testing concepts. This doctoral work aims to enable the transition from quantitative mileage to qualitative test coverage by aggregating the results of both knowledge-based and data-driven test platforms. The validity of the test domain can be extended cost-effectively throughout the software development process to achieve meaningful test termination criteria

A Review of Bayesian Methods in Electronic Design Automation

The utilization of Bayesian methods has been widely acknowledged as a viable solution for tackling various challenges in electronic integrated circuit (IC) design under stochastic process variation, including circuit performance modeling, yield/failure rate estimation, and circuit optimization. As the post-Moore era brings about new technologies (such as silicon photonics and quantum circuits), many of the associated issues there are similar to those encountered in electronic IC design and can be addressed using Bayesian methods. Motivated by this observation, we present a comprehensive review of Bayesian methods in electronic design automation (EDA). By doing so, we hope to equip researchers and designers with the ability to apply Bayesian methods in solving stochastic problems in electronic circuits and beyond.Comment: 24 pages, a draft version. We welcome comments and feedback, which can be sent to [email protected]

V2XP-ASG: Generating Adversarial Scenes for Vehicle-to-Everything Perception

Recent advancements in Vehicle-to-Everything communication technology have enabled autonomous vehicles to share sensory information to obtain better perception performance. With the rapid growth of autonomous vehicles and intelligent infrastructure, the V2X perception systems will soon be deployed at scale, which raises a safety-critical question: \textit{how can we evaluate and improve its performance under challenging traffic scenarios before the real-world deployment?} Collecting diverse large-scale real-world test scenes seems to be the most straightforward solution, but it is expensive and time-consuming, and the collections can only cover limited scenarios. To this end, we propose the first open adversarial scene generator V2XP-ASG that can produce realistic, challenging scenes for modern LiDAR-based multi-agent perception systems. V2XP-ASG learns to construct an adversarial collaboration graph and simultaneously perturb multiple agents' poses in an adversarial and plausible manner. The experiments demonstrate that V2XP-ASG can effectively identify challenging scenes for a large range of V2X perception systems. Meanwhile, by training on the limited number of generated challenging scenes, the accuracy of V2X perception systems can be further improved by 12.3\% on challenging and 4\% on normal scenes. Our code will be released at https://github.com/XHwind/V2XP-ASG.Comment: ICRA 2023, see https://github.com/XHwind/V2XP-AS

Coordinated Machine Learning and Decision Support for Situation Awareness

For applications such as force protection, an effective decision maker needs to maintain an unambiguous grasp of the environment. Opportunities exist to leverage computational mechanisms for the adaptive fusion of diverse information sources. The current research employs neural networks and Markov chains to process information from sources including sensors, weather data, and law enforcement. Furthermore, the system operator\u27s input is used as a point of reference for the machine learning algorithms. More detailed features of the approach are provided, along with an example force protection scenario