Visual detection of independently moving objects by a moving monocular observer

Woelk, J. Felix

The development of a driver assistant system supporting drivers in complex intersection situations would be a major achievement for traffic safety, since many traffic accidents happen in such situations. While this is a highly complex task, which is still not accomplished, this thesis focused on one important and obligatory aspect of such systems: The visual detection of independently moving objects. Information about moving objects can, for example, be used in an attention guidance system, which is a central component of any complete intersection assistant system. The decision to base such a system on visual input had two reasons: (i) Humans gather their information to a large extent visually and (ii) cameras are inexpensive and already widely used in luxury and professional vehicles for specific applications. Mimicking the articulated human head and eyes, agile camera systems are desirable. To avoid heavy and sensitive stereo rigs, a small and lightweight monocular camera system mounted on a pan-tilt unit has been chosen as input device. In this thesis information about moving objects has been used to develop a prototype of an attention guidance system. It is based on the analysis of sequences from a single freely moving camera and on measurements from inertial sensors rigidly coupled with the camera system.

Die Entwicklung eines Fahrerassistenzsystems, welches den Fahrer in komplexen Kreuzungssituationen unterstützt, wäre ein wichtiger Beitrag zur Verkehrssicherheit, da sehr viele Unfälle in solchen Situationen passieren. Dies ist eine hochgradig komplexe Aufgabe und daher liegt der Fokus dieser Arbeit auf einen wichtigen und notwendigen Aspekt solcher Systeme: Die visuelle Detektion unabhängig bewegter Objekte. Informationen über bewegte Objekte können z.B. für ein System zur Aufmerksamkeitssteuerung verwendet werden. Solch ein System ist ein integraler Bestandteil eines jeden kompletten Kreuzungsassistenzssystems. Zwei Gründe haben zu der Entscheidung geführt, das System auf visuellen Daten zu stützen: (i) Der Mensch sammelt seine Informationen zum Großteil visuell und (ii) Kameras sind zum Einen günstig und zum Anderen bereits jetzt in vielen Fahrzeugen verfügbar. Agile Kamerasysteme sind nötig um den beweglichen menschlichen Kopf zu imitieren. Die Wahl einer kleinen und leichten monokularen Kamera, die auf einer Schwenk-Neige-Einheit montiert ist, vermeidet die Verwendung von schweren und empfindlichen Stereokamerasystemen. Mit den Informationen über bewegte Objekte ist in dieser Arbeit der Prototyp eines Fahrerassistenzsystems Aufmerksamkeitssteuerung entwickelt worden. Das System basiert auf der Analyse von Bildsequenzen einer frei bewegten Kamera und auf Messungen von der mit der Kamera starr gekoppelten Inertialsensorik.

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Woelk, J.: Visual detection of independently moving objects by a moving monocular observer. 2008.

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