Pedestrian Detection. So nennt sich ein aktives Sicherheitssystem des Automobilherstellers Volvo. Übersetzt man diese Wörter ins Deutsche, so erkennt man den Hintergrund des Systems. Die Erkennung von Fußgängern soll hier näher beleuchtet werden. Dabei soll es um den Aufbau des Fahrerassistenzsystems gehen, die Komponenten näher beleuchtet und der Ablauf des Erkennungsprozesses erläutert werden. Bevor man sich jedoch damit auseinandersetzt, ist es von Nöten, das System einzuordnen. Das Sicherheitssystem zur Erkennung von Passanten ist als ein Fahrerassistenzsystem zu verstehen. Täglich hört oder liest man eben dieses Wort in Zeitungen oder dem Fernsehen. Man muss sich jedoch vorerst fragen, was genau Fahrerassistenzsysteme sind. Dazu findet sich in Claus Dorrers Buch „Effizienzbestimmung von Fahrweisen und Fahrerassistenz zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs unter Nutzung telematischer Informationen“ eine weitere, ausführlichere Definition: „Die Begriffe „Fahrerassistenz“, „Fahrerunterstützung“ und „Fahrhilfe“ werden weitgehend synonym verwendet. Sie können […] am treffendsten wie folgt umschrieben werden: „assistieren: jemanden nach dessen Anweisung zur Hand gehen.“ [E]in Fahrerassistenzsystem [handelt] nicht autonom. […] In diesem Rahmen können Assistenzsysteme jedoch einen Teil der Steuerung oder Regelung von Aktuatoren im Fahrzeug übernehmen. Dies führt zum Verständnis, dass das Assistenzsystem dem Fahrer als elektronischer Kopilot zur Seite steht.“ Nachdem wir diese Ausführungen berücksichtigt haben, stellt sich nun heraus, dass genannten Sicherheitssysteme als Kopiloten fungieren, den Fahrer aber in der Ausübung seiner Tätigkeit nicht beeinträchtigt.
Gliederung
1. Was ist Fahrerassistenz?
2. Wofür Fußgängererkennung?
3. Anforderungen und Schwierigkeiten
4. Bestandteile des Systems
5. Ansätze zur Fußgängererkennung
5.1 Sliding-Window“-Ansätze
5.2 Merkmalspunkt- und körperteilbasierte Ansätze
6. Praktische Nutzung
7. Fazit
8. Literaturverzeichnis
1. Was ist Fahrerassistenz?
Pedestrian Detection. So nennt sich ein aktives Sicherheitssystem des Automobilherstellers Volvo. Übersetzt man diese Wörter ins Deutsche, so erkennt man den Hintergrund des Systems. Die Erkennung von Fußgängern soll hier näher beleuchtet werden. Dabei soll es um den Aufbau des Fahrerassistenzsystems gehen, die Komponenten näher beleuchtet und der Ablauf des Erkennungsprozesses erläutert werden. Bevor man sich jedoch damit auseinandersetzt, ist es von Nöten, das System einzuordnen.
Das Sicherheitssystem zur Erkennung von Passanten ist als ein Fahrerassistenzsystem zu verstehen. Täglich hört oder liest man eben dieses Wort in Zeitungen oder dem Fernsehen. Man muss sich jedoch vorerst fragen, was genau Fahrerassistenzsysteme sind.
Betrachtet man hier eine Definition der freien Enzyklopädie Wikipedia, findet man diese Aussage: „Fahrerassistenzsysteme (FAS – englisch: Advanced Driver Assistance Systems (ADAS)) sind elektronische Zusatzeinrichtungen in Kraftfahrzeugen zur Unterstützung des Fahrers in bestimmten Fahrsituationen. Hierbei stehen oft Sicherheitsaspekte, aber auch die Steigerung des Fahrkomforts im Vordergrund. Ein weiterer Aspekt ist die Verbesserung der Ökonomie“[1].
Wir wissen nun, dass ein Fahrerassistenzsystem den Fahrer unterstützen soll. Dies ist aber bei weitem keine tiefere Definition und bedarf weiterer Ausführungen. Dazu findet sich in Claus Dorrers Buch „Effizienzbestimmung von Fahrweisen und Fahrerassistenz zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs unter Nutzung telematischer Informationen“ eine weitere, ausführlichere Definition: „Die Begriffe „Fahrerassistenz“, „Fahrerunterstützung“ und „Fahrhilfe“ werden weitgehend synonym verwendet. Sie können […] am treffendsten wie folgt umschrieben werden: „assistieren: jemanden nach dessen Anweisung zur Hand gehen.“ [E]in Fahrerassistenzsystem [handelt] nicht autonom. […] In diesem Rahmen können Assistenzsysteme jedoch einen Teil der Steuerung oder Regelung von Aktuatoren im Fahrzeug übernehmen. Dies führt zum Verständnis, dass das Assistenzsystem dem Fahrer als elektronischer Kopilot zur Seite steht.“[2]
Nachdem wir diese Ausführungen berücksichtigt haben, stellt sich nun heraus, dass genannten Sicherheitssysteme als Kopiloten fungieren, den Fahrer aber in der Ausübung seiner Tätigkeit nicht beeinträchtigt. Es stellt sich aber nun die Frage, was ein Kopilot im eigentlichen Sinne macht. Hier kann man als ein bildhaftes Beispiel den Rennsport zu Rate ziehen. Im Rallysport hat jeder Fahrer seinen Kopiloten. Dieser hat im Kern nur eine Aufgabe, die Unterstützung des Fahrers bei seiner Arbeit. Eben diese Unterstützung ist gerade bei diesem Sport aber mindestens so wichtig, wie die Fähigkeiten des Fahrers. Der Kopilot ist für das Überwachen der Straße verantwortlich und weist den Fahrzeugführer auf eventuelle Gefahrenstellen hin. Auch durch das Wissen über die Strecke kann der Beifahrer zweckmäßig auf auftretende und zukünftige Eigenarten hinweisen und so zur Unfallvermeidung beitragen. Es zeigt sich, dass ein Pilot im Rallysport ohne seinen Kopilot nicht bestehen könnte und dieser die Arbeit des Fahrers stark erleichtern kann. Geht man vom Motorsport weg zum Flugverkehr, denn hier tritt der Begriff Kopilot explizit auf, so offeriert sich eine weitere Aufgabe des Kopiloten. In Notsituationen oder bei Ausfall des Piloten muss dieser eingreifen.
Mit den genannten Ausführungen wurde herausgestellt, wofür Fahrerassistenzsysteme genutzt werden und inwiefern diese den Fahrer bei der Ausführung seiner Tätigkeit unterstützen können. Weiterhin zeigt sich wann diese Systeme in das Fahren eingreifen.
2. Wofür Fußgängererkennung?
Nachdem geklärt wurde, um was es sich bei Fahrerassistenz handelt, wird hier auf Gründe und Nutzen des Systems der Fußgängererkennung eingegangen. Es soll deutlich werden, warum dieses System von so hohem Nutzen ist. Zuerst stellt sich die Frage, was den Menschen beim Fahren belastet und wie stark die Auswirkungen der Belastungen sein können.
Es ist allgemein bekannt, dass die Tätigkeit des Fahrens hohe Aufmerksamkeit erfordert. Es müssen gleichzeitig mehrere Tätigkeiten durchgeführt werden, die akkumuliert zu einer stetigen Belastung der Konzentration führen. So ist es von Nöten den Verkehr im Auge zu behalten, sich blitzschnell auf den Fahrstil anderer Fahrer einzustellen und Fußgänger zu berücksichtigen. Sämtliche Tätigkeiten im Fahrzeug, das Schalten, Lenken und die Bedienung der Elemente, müssen parallel zur Verkehrsbeobachtung durchgeführt werden.
An die oben genannten Belastungen reihen sich weitere Einflussfaktoren natürlicher Art. Die Witterung erschwert das Fahren weiterhin und auch Dunkelheit schränken die Sicht massiv ein. Temperatur unter dem Gefrierpunkt fordern den Fahrer weiter und verlangen einen umsichtigen und vorausschauenden Fahrstil, der noch stärker an der Konzentrationsfähigkeit zehrt.
Die Belastungen des Fahrens werden aber nicht nur durch äußerliche Einflüsse verstärkt. Auch der Mensch selbst ist durch biologische Grenzen nicht perfekt. Die sogenannte Schrecksekunde greift vor allem bei Gefahrensituationen und verhindert das richtige Verhalten sofort bei Auftreten dieser Situationen. Als Schrecksekunde bezeichnet man die Zeit, in der der Mensch vom Auftreten des Handlungsbedarfs über die Findung eines Lösungsansatzes bis hin zur eigentlichen Reaktion, die dann wieder die Bedienung des Fahrzeugs darstellt, benötigt um auf eben diese Gefahrensituationen angemessen zu reagieren. Diese Zeitspanne kann „bis zu 1,5 s bei überraschenden Situationen“[3] betragen. Somit ist es biologisch gesehen nicht möglich unmittelbar und ohne Verzögerung zu reagieren.
Auch das Alter des Fahrers spielt eine große Rolle. Mit zunehmendem Alter verändert sich die Fähigkeit Bewegungen korrekt wahrzunehmen. Eine Einschränkung des Sichtfeldes und auch die Abnahme der Sehschärfe verschlechtern die Fähigkeit des Führens eines Fahrzeugs. Aber nicht nur das Sehen, sondern auch der Gleichgewichtssinn leidet unter der Alterung. Der genannte Sinn ist in den Lebensjahren ab 60 auf die Hälfte seiner Leistung gefallen.[4]
Spricht man von den Eigenarten des menschlichen Fahrers, so muss berücksichtigt werden, dass der Mensch umgangssprachlich ein Gewohnheitstier ist. Durch regelmäßiges Fahren ohne größere, unvorhersehbare Situationen entsteht ein negativer Trainingseffekt. Der Fahrer gewöhnt sich daran, immer weniger kraftvoll zu bremsen und verliert damit teilweise die Fähigkeit für eine sinnvolle und zielführende Gefahrenbremsung. Der Mensch nutzt in diesem Falle nur wenige Prozent der verfügbaren Bremskraft. Laut einer Studie der AXA Winterthur Versicherung in der Schweiz könnten 62 Prozent der Unfälle, für die zaghaftes Bremsen verantwortlich ist, mit einer Gefahrenbremsung verhindert werden[5].
Alle genannten Einflüsse, sowohl äußerlicher, wie auch biologischer Natur, bieten Punkte an denen Fahrerassistenzsysteme anknüpfen können. Mit dem System der Fußgängererkennung wird die Grundlage für Erweiterungen geschaffen. Die Erkennung von Passanten dient hier als Basis für Notbremsassistenten zur Überbrückung der Schrecksekunde oder bildet das „Dritte Auge“ des Fahrers. Dieses Auge ist, gegensätzlich zum müde werdenden Menschen, jederzeit wach und aufmerksam.
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[1] Freie Enzyklopädie Wikipedia: Fahrerassistenzsystem.
http://de.wikipedia.org/wiki/Fahrerassistenzsystem. Abgerufen am: 15.12.2011
[2] Claus Dorrer: Effizienzbestimmung von Fahrweisen und Fahrerassistenz zur
Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs unter Nutzung telematischer Informationen.
Renningen: Expert Verlag. 2004. S. 17
[3] Hermann Winner, Stephan Hakuli, Gabriele Wolf: Handbuch Fahrerassistenzsysteme.
Wiesbaden: Vieweg+Teubner Verlag. 2009. S. 14
[4] Vgl. Hermann Winner, Stephan Hakuli, Gabriele Wolf: Handbuch
Fahrerassistenzsysteme. Wiesbaden: Vieweg+Teubner Verlag. 2009. S. 9
[5] Vgl. AXA Winterthur, Media Relations: Junge Autofahrer bremsen zu wenig stark.
Winterthur. 2010. https://www.axa-winterthur.ch/SiteCollectionDocuments/
Medienmitteilungen/20101017-axa-ch-bremsen_de.pdf. Abgerufen am: 13.12.2011
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