Pre-Deployment Testing of Low Speed, Urban Road Autonomous Driving in a Simulated Environment

Low speed autonomous shuttles emulating SAE Level L4 automated driving using human driver assisted autonomy have been operating in geo-fenced areas in several cities in the US and the rest of the world. These autonomous vehicles (AV) are operated by small to mid-sized technology companies that do not have the resources of automotive OEMs for carrying out exhaustive, comprehensive testing of their AV technology solutions before public road deployment. Due to the low speed of operation and hence not operating on roads containing highways, the base vehicles of these AV shuttles are not required to go through rigorous certification tests. The way the driver assisted AV technology is tested and allowed for public road deployment is continuously evolving but is not standardized and shows differences between the different states where these vehicles operate. Currently, AVs and AV shuttles deployed on public roads are using these deployments for testing and improving their technology. However, this is not the right approach. Safe and extensive testing in a lab and controlled test environment including Model-in-the-Loop (MiL), Hardware-in-the-Loop (HiL) and Autonomous-Vehicle-in-the-Loop (AViL) testing should be the prerequisite to such public road deployments. This paper presents three dimensional virtual modeling of an AV shuttle deployment site and simulation testing in this virtual environment. We have two deployment sites in Columbus of these AV shuttles through the Department of Transportation funded Smart City Challenge project named Smart Columbus. The Linden residential area AV shuttle deployment site of Smart Columbus is used as the specific example for illustrating the AV testing method proposed in this paper

Training of Crisis Mappers and Map Production from Multi-sensor Data: Vernazza Case Study (Cinque Terre National Park, Italy)

This aim of paper is to presents the development of a multidisciplinary project carried out by the cooperation between Politecnico di Torino and ITHACA (Information Technology for Humanitarian Assistance, Cooperation and Action). The goal of the project was the training in geospatial data acquiring and processing for students attending Architecture and Engineering Courses, in order to start up a team of "volunteer mappers". Indeed, the project is aimed to document the environmental and built heritage subject to disaster; the purpose is to improve the capabilities of the actors involved in the activities connected in geospatial data collection, integration and sharing. The proposed area for testing the training activities is the Cinque Terre National Park, registered in the World Heritage List since 1997. The area was affected by flood on the 25th of October 2011. According to other international experiences, the group is expected to be active after emergencies in order to upgrade maps, using data acquired by typical geomatic methods and techniques such as terrestrial and aerial Lidar, close-range and aerial photogrammetry, topographic and GNSS instruments etc.; or by non conventional systems and instruments such us UAV, mobile mapping etc. The ultimate goal is to implement a WebGIS platform to share all the data collected with local authorities and the Civil Protectio

Application of remote sensing to selected problems within the state of California

There are no author-identified significant results in this report

Use of ERTS-1 data to assess and monitor change in the Southern California environment

There are no author-identified significant results in this report

Perception of Unstructured Environments for Autonomous Off-Road Vehicles

Autonome Fahrzeuge benötigen die Fähigkeit zur Perzeption als eine notwendige Voraussetzung für eine kontrollierbare und sichere Interaktion, um ihre Umgebung wahrzunehmen und zu verstehen. Perzeption für strukturierte Innen- und Außenumgebungen deckt wirtschaftlich lukrative Bereiche, wie den autonomen Personentransport oder die Industrierobotik ab, während die Perzeption unstrukturierter Umgebungen im Forschungsfeld der Umgebungswahrnehmung stark unterrepräsentiert ist. Die analysierten unstrukturierten Umgebungen stellen eine besondere Herausforderung dar, da die vorhandenen, natürlichen und gewachsenen Geometrien meist keine homogene Struktur aufweisen und ähnliche Texturen sowie schwer zu trennende Objekte dominieren. Dies erschwert die Erfassung dieser Umgebungen und deren Interpretation, sodass Perzeptionsmethoden speziell für diesen Anwendungsbereich konzipiert und optimiert werden müssen. In dieser Dissertation werden neuartige und optimierte Perzeptionsmethoden für unstrukturierte Umgebungen vorgeschlagen und in einer ganzheitlichen, dreistufigen Pipeline für autonome Geländefahrzeuge kombiniert: Low-Level-, Mid-Level- und High-Level-Perzeption. Die vorgeschlagenen klassischen Methoden und maschinellen Lernmethoden (ML) zur Perzeption bzw.~Wahrnehmung ergänzen sich gegenseitig. Darüber hinaus ermöglicht die Kombination von Perzeptions- und Validierungsmethoden für jede Ebene eine zuverlässige Wahrnehmung der möglicherweise unbekannten Umgebung, wobei lose und eng gekoppelte Validierungsmethoden kombiniert werden, um eine ausreichende, aber flexible Bewertung der vorgeschlagenen Perzeptionsmethoden zu gewährleisten. Alle Methoden wurden als einzelne Module innerhalb der in dieser Arbeit vorgeschlagenen Perzeptions- und Validierungspipeline entwickelt, und ihre flexible Kombination ermöglicht verschiedene Pipelinedesigns für eine Vielzahl von Geländefahrzeugen und Anwendungsfällen je nach Bedarf. Low-Level-Perzeption gewährleistet eine eng gekoppelte Konfidenzbewertung für rohe 2D- und 3D-Sensordaten, um Sensorausfälle zu erkennen und eine ausreichende Genauigkeit der Sensordaten zu gewährleisten. Darüber hinaus werden neuartige Kalibrierungs- und Registrierungsansätze für Multisensorsysteme in der Perzeption vorgestellt, welche lediglich die Struktur der Umgebung nutzen, um die erfassten Sensordaten zu registrieren: ein halbautomatischer Registrierungsansatz zur Registrierung mehrerer 3D~Light Detection and Ranging (LiDAR) Sensoren und ein vertrauensbasiertes Framework, welches verschiedene Registrierungsmethoden kombiniert und die Registrierung verschiedener Sensoren mit unterschiedlichen Messprinzipien ermöglicht. Dabei validiert die Kombination mehrerer Registrierungsmethoden die Registrierungsergebnisse in einer eng gekoppelten Weise. Mid-Level-Perzeption ermöglicht die 3D-Rekonstruktion unstrukturierter Umgebungen mit zwei Verfahren zur Schätzung der Disparität von Stereobildern: ein klassisches, korrelationsbasiertes Verfahren für Hyperspektralbilder, welches eine begrenzte Menge an Test- und Validierungsdaten erfordert, und ein zweites Verfahren, welches die Disparität aus Graustufenbildern mit neuronalen Faltungsnetzen (CNNs) schätzt. Neuartige Disparitätsfehlermetriken und eine Evaluierungs-Toolbox für die 3D-Rekonstruktion von Stereobildern ergänzen die vorgeschlagenen Methoden zur Disparitätsschätzung aus Stereobildern und ermöglichen deren lose gekoppelte Validierung. High-Level-Perzeption konzentriert sich auf die Interpretation von einzelnen 3D-Punktwolken zur Befahrbarkeitsanalyse, Objekterkennung und Hindernisvermeidung. Eine Domänentransferanalyse für State-of-the-art-Methoden zur semantischen 3D-Segmentierung liefert Empfehlungen für eine möglichst exakte Segmentierung in neuen Zieldomänen ohne eine Generierung neuer Trainingsdaten. Der vorgestellte Trainingsansatz für 3D-Segmentierungsverfahren mit CNNs kann die benötigte Menge an Trainingsdaten weiter reduzieren. Methoden zur Erklärbarkeit künstlicher Intelligenz vor und nach der Modellierung ermöglichen eine lose gekoppelte Validierung der vorgeschlagenen High-Level-Methoden mit Datensatzbewertung und modellunabhängigen Erklärungen für CNN-Vorhersagen. Altlastensanierung und Militärlogistik sind die beiden Hauptanwendungsfälle in unstrukturierten Umgebungen, welche in dieser Arbeit behandelt werden. Diese Anwendungsszenarien zeigen auch, wie die Lücke zwischen der Entwicklung einzelner Methoden und ihrer Integration in die Verarbeitungskette für autonome Geländefahrzeuge mit Lokalisierung, Kartierung, Planung und Steuerung geschlossen werden kann. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die vorgeschlagene Pipeline flexible Perzeptionslösungen für autonome Geländefahrzeuge bietet und die begleitende Validierung eine exakte und vertrauenswürdige Perzeption unstrukturierter Umgebungen gewährleistet

Utilizing GIS technology for brownfields redevelopment

Typically, when developers, banks and other organizations have an interest in a piece of property they perform an extensive information search to determine if the site is worth purchasing. This search could consist of tax and title information, the location of utilities and major roadways in the area, information on population demographics and environmental contaminant data. An information search of this type could take days, weeks or even months to compile. With a geographic information system (GIS), this search could take a matter of minutes and is displayed in an easy to understand graphic or map form along with a report. GIS technology is consequently changing the way economic development organizations, states and municipalities communicate with potential purchasers of properties. With GIS technology these organizations can select brownfields or other properties based on ownership, demographics and/or predetermined zoning criteria and market the properties based on the needs of the developer. This thesis will propose development blueprints for Brownfield Pilots to consider when implementing a GIS. These blueprints or recommended strategies will be based on accepted GIS development phases, case studies that involved developing GISs for economic development and environmental applications and on responses to a questionnaire sent to Brownfield Pilots to determine their GIS development techniques and implementation status

Mental Mapping. The Science of Orientation. New Approaches to Location – Spatial Patterns of the Global Economy Conference. Budapest, 5–7 November 2019.

Mental mapping is the science of orientation. Traffic and transportation are going to face tremendous changes in the immediate future. Yet behind the glaring lights of new technologies, we always find human beings, and although technology can indeed widen the limits of perception, its theoretical frame will always remain human beings. It is a teaser volume. We encourage the reader (urban planners, geographers, sociologists etc.), to introduce mental map approach, from now on, in their areas. The volume brings out a few works that had had a significant influence of the definition of this field of science, alongside a few case studies that demonstrate well the areas of application of the field

Building an Environmental Quality Index for a big city: a spatial interpolation approach with DP2

The elaboration of Environmental Quality Indexes (EQI) for big cities is one of the main topics in regional and environmental economics. One of the usual methodological paths consists of generating a single measure as a linear combination of several air contaminants applying Principal Component Analysis (PCA). Then, as a final step, a spatial interpolation is carried out to determine the level of contamination across the city in order to point out the so-called ‘hot points’. In this article, we propose an alternative approach to build an EQI introducing some methodological and practical novelties. From the point of view of the selection of the variables, first we will consider noise -joint to air pollution- as a relevant environmental variable. We also propose to add ‘subjective’ data -available at the census tracts level- to the group of ‘objective’ environmental variables, which are only available at a number of environmental monitoring stations. This combination leads to a mixed environmental index (MEQI), which is more complete and adequate in a socioeconomic context. From the point of view of the computation process, we use kriging to match the monitoring stations registers to the Census data. We follow an inverse process as usual, since it leads to better estimates. In a first step, we krige the environmental variables to the complete surface and finally, we elaborate the environmental index. At last, in order to build the final synthetic index, we do not use Principal Components Analysis -as it is usual in this kind of exercises- but a better one, the Pena Distance method (DP2).Environmental index, Air pollution, Noise, Subjecive expectations, Kriging, Distance indicators