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

Montage : eine Bibliographie

Kompiliert von Hans J. Wulff Inhalt: 1. Montage 2. Montageexperiment

Prosodische Variationen der gleichen Ausdrücke und ihre Interpretation

International audienceFür die Realisierung von Sprechhandlungen spielen lexikalische Informationen eine entscheidende Rolle. Jedoch darf die prosodische Seite der Ausdrücke nicht gering geachtet werden, denn die gleichen Ausdrücke können je nach Aussprache unterschiedliche konnotative Bedeutungen haben. Im Japanischen wird häufig darauf hingewiesen, dass die Intonation insbesondere am Ende der Äußerungen die Absicht bzw. Haltung des Sprechers wiederspiegelt. Um sie richtig zu verstehen, wird von den Japanischlernenden gefordert, bestimmte physikalische Veränderungen, wie z.B. Tonhöhe oder Dauer, richtig wahrzunehmen und dem gegebenen Kontext entsprechend zu interpretieren. Im Bereich des Japanischen als Fremdsprache wird die Intonation im Unterricht teilweise intuitiv" behandelt, ohne die genaue Wahrnehmungstendenz der Lernenden zu berücksichtigen, weil sie auch in der Forschung noch ungeklärt ist. In Bezug auf die Wahrnehmung des Wortakzents wurde die Tendenz der Interferenz von der Muttersprache bereits aufgrund empirischer Untersuchungen festgestellt und ausführlich beschrieben (Ayusawa & Nishinuma 1997 u.a.) *.Im Rahmen dieses Beitrags wird die Interferenz der Muttersprache bei Wahrnehmung der Intonation und des Rhythmus der Äußerungen behandelt. Analysiert werden hier die Daten von insgesamt 90 deutschen und japanischen Muttersprachlern. Jeder Teilnehmer antwortete auf 320 Fragen nach der Prosodie, nämlich die Tonhöhe und die Dauer. Die Daten werden statistisch analysiert und unter kontrastiven Gesichtspunkten diskutiert. Dabei werden auch die Ergebnisse von Umfragen berücksichtigt, die anschließend an die Untersuchungen durchgeführt wurde. Es wurde von den japanischen Muttersprachlern erwähnt, dass akustische Variationen der gleichen Ausdrücke bei ihnen unterschiedliche Eindrücke hervorriefen, womit sie auf die zusätzlichen Konnotationen verwiesen.This study which supports the claim of a prosodic interference between L1 and L2, examines the perception of Japanese rhythm and intonation by German students. Four sentences recorded by 10 female Japanese speakers were presented 4 times through headsets to 45 Japanese and to 42 German students. Listeners were asked to determine whether the last syllable (1) had a rising or a falling intonation and (2) was short or long. Variance analysis reveals (1) a significant difference between the Germman and Japanese subjects in the perception of melodic and rhythm variations ; (2) that some infra-liminal F0 variations were judged differently by the German subjects, possibly due to interactions between sentence types and speech sounds

Hörer- und Sprechertypen in Bremen und Hamburg. Eine Untersuchung zu Sprachwissen, Sprachwahrnehmung und Sprachgebrauch

Regarding the perception of regional speech and the salience of language variants it is to as-sume, that they are being influenced by individual features of the specific speaker/listener. However, most recent studies dealing with the salience of language phenomena neglect factors like, for example, language awareness or the profession of speakers. This article focuses on the correlation between speech perception, speech production and individual characteristics of speakers like the metalinguistic knowledge they have. It presents selected results of a study dealing with the perception and production of regional speech in Bremen and Hamburg and discusses different types of speaker/listener profiles

Leibniz und die Psychophysik des Gehirns

1. Das Gehirn als Medium allen Denkens Die Probleme der Philosophie sind laut Deleuze niemals von sich aus philosophisch. Bereits eine Antwort auf die Frage Was ist Philosophie? setzt ein nicht-philosophisches 'Bild des Denkens' voraus, eine Art absoluten Hintergrund, in den die Philosophie eintauchen kann und aus dem sie hervorgeht. Gerade durch diesen nicht-philosophischen Hintergrund ist die Philosophie verbunden mit der Wissenschaft und der Kunst, die ebenso Nicht-Wissenschaftliches und Nicht-Künstlerisches benötigen so als teilten sie sich denselben Schatten, der sich über ihre unterschiedliche Natur ausbreitet und sie auf immer begleitet. (Deleuze/Guattari 1996: 260) In Was ist Philosophie? nennt Deleuze diesen Schatten oder auch dieses 'Nicht', zu dem jede Disziplin einen wesentlichen Bezug hat, das 'Gehirn'. Dabei handelt es sich um ein Konzept, das von dem griechischen nous, wie es z. B. bei Anaxagoras vorkommt, abgeleitet ist, der es für die ordnende Kraft hielt, die die eine Welt aus dem ursprünglichen Chaos (apeiron) hervortreten lässt. Das Gehirn ist somit der Bereich interdisziplinärer Resonanzen, geteilter Probleme und interner Allianzen. Eine Untersuchung des Deleuzeschen Begriffs der Nicht-Philosophie ist daher gut beraten, sich auf seinen Begriff vom Gehirn zu konzentrieren....

Die Perzeption Brasiliens durch deutsche Reisende des 19. Jahrhunderts : Maximilian Prinz Wied zu Neuwied und Johann Moritz Rugendas

This article focuses the expeditions of Maximilian Prinz Wied zu Neuwied and Johann Moritz Rugendas to Brazil. It discusses initially basic aspects of perception from the early colonial period up to the 19th century. It will then analyze the pictorial characterization of Brazil by both travelers and the reception of their work in Europ

Salienz, Bewertung und Realisierung regionaler Merkmale in Norddeutschland

While the theoretical concept of perceptual prominence (salience) is subject of various recent studies, there is a lack of empirical evidence concerning the individual prominence of linguistic variables and the perception of these in different regions. This article presents some results of a study dealing with the perception and production of regional linguistic phenomena in Bremen and Hamburg. A quantitative analysis will be undertaken to investigate which linguistic variables are prominent for speakers and how language attitude and regional localization by non-linguists influence the salience of these phenomena. Also, the correlation between production and perception of linguistic phenomena is discussed by including objective speech data within the context of a qualitative survey. Assuming that the salience of linguistic variables is not fixed, but determined by a variety of factors, it is of interest which different combinations of influencing parameters for perceptual prominence exist