Kalman-Filter zur Bestimmung der Geschwindigkeit aus dem Videobild

Bearbeiter: TBD

Abgabetermin: TBD

Bearbeiten Sie nachfolgende Aufgaben bis zum Abgabetermin und stellen Sie Ihre Lösung bis zur Abgabetermin Prof. TBD vor. Gehen Sie systematisch in den in SDE vermittelten Schritten

Theorie
Konzept
Modellierung
Umsetzung
Testing

vor.

Konzept

Als Aufgabenstellung ist anhand einer bestehenden Videoaufzeichnung die Egogeschwindigkeit des Fahrzeugs mittels Kalman-Filter zu schätzen. Anhand des Geschwindigkeitssignal ist es dem Team Bildverarbeitung zukünftig möglich eine Prädiktion der Stopplinie bis zum Stillstand durchzuführen auch wenn die Linie durch den LIDAR verdeckt wird. Als Einstieg ist ein Konzept als PAP zu entwickeln.

Aufzeichnung

Die Videoaufzeichnung Rundkurs.mp4 ist bereits in SVN abgelegt.

Schnittstelle zu Matlab

Bauen Sie auf dem Quellcode des Teams Wiegand/Salinski auf. Das Rahmenprogramm für

Video einlesen
Abspielen
Transformation Bild zu Welt

sollten Sie verwenden.

Bildverarbeitung

Extrahieren Sie aus dem Videobild stehende Objekte, wie beispielsweise die gestrichelte Mittellinie, wie Sie es in den Fächern Numerische Mathematik und Digitale Signal- und Bildverarbeitung geübt haben.

Modellierung

Erstellen Sie ein System und ein Messmodell.

Als Systemmodell ist ein Ruck-Null-Modell zu wählen.

Der Zustandsvektor lautet $\underline{x}={x \choose \dot{x}}$

Nutzen Sie ein Kalman-Filter-Tracking, um die Geschwindigkeit und Position des Egofahrzeugs kontinuierlich aus den stehenden Objekten zu bestimmen. Hierzu dürfen keine Toolboxen verwendet werden.

Ergebnisdarstellung

Stellen Sie die Schätzung in je einem Diagramm $x(t)$ und $\dot{x}(t)$ dar und diskutieren Sie diese.

Plausibilisieren Sie beispielsweise die Strecke über die bekannte Geometrie der Fahrbahn.

Als Ergebnis sollte die Geschwindigkeit synchron zum Video als .mat-Datei vorliegen.

Code Review

Machen Sie für Ihren Quelltext ein Code Review und dokumentieren Sie dieses in der Vorlage (\Anforderungsmanagement\Testverfahren).

Modultest

Führen Sie für Ihre Quellen einen Komponententest durch und dokumentieren Sie diesen entsprechend der Vorlesung Reliability Engineering. Simulieren Sie hierzu die Eingangsdaten, stellen Sie die Ergebnisse dar und diskutieren Sie diese.

Systemtest

Prüfen Sie, ob Ihr Modell negative Auswirkungen auf das Gesamtsystem (EPA, BSF) hat. Führen Sie Ihre Ergebnisse Herrn Prof. Schneider vor und übernehmen Sie nach der Abnahme das Modell in den Hauptzweig (trunk).

Dokumentation

Dokumentieren Sie alle Daten in SVN und die Ergebnisse in diesem Artikel. Berücksichtigen Sie dabei die Kriterien für wissenschaftliches Arbeiten sowie die Anforderungsunterlagen von SDE (z.B. Schnittstellendokumentation.docx, Namenskonventionen.pdf, Lastenheft_AutonomesFahrzeug.docx).

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