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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum automatisierten Erstellen eines Datensatzes über spezifische Merkmale des Verhaltens von Verkehrsteilnehmern in einer Verkehrssituation, ein Verfahren und ein System zum Verifizieren eines Datensatzes über spezifische Merkmale des Verhaltens von Verkehrsteilnehmern in einer Verkehrssituation und ein Computerprogrammprodukt.
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Die
EP2759998 offenbart ein Verfahren und ein System zur Vorhersage von Verhalten von Fußgänger, welche sich in einer Umgebung eines Fahrzeugs befinden.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum automatisierten Erstellen eines Datensatzes über spezifische Merkmale des Verhaltens von Verkehrsteilnehmern in einer Verkehrssituation anhand eines Videos der Verkehrssituation umfasst die Schritte:
- - Bereitstellen eines Videos einer Verkehrssituation;
- - Identifizieren von spezifischen Merkmalen der Verkehrssituation in dem Video von der Verkehrssituation;
- - Bereitstellen von Kategorien zur Kategorisierung der Verkehrssituation;
- - Bereitstellen von jeweils unterschiedlichen Zahlenbuchstabenfolgen für die Kategorien;
- - Zuordnen der spezifischen Merkmale zu den Kategorien;
- - Erstellen eines Datensatzes durch Zusammenfügen der Zahlenbuchstabenfolgen der Kategorien für die spezifischen Merkmale der Verkehrssituation.
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Dadurch, dass der Datensatz Kategorien zur Kategorisierung der Verkehrssituation umfasst, umfasst der Datensatz indirekt auch spezifische Merkmale der Verkehrssituation. Dies ermöglicht es, dass der Datensatz eine einfache Darstellung der Verkehrssituation ist.
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Dadurch, dass der Datensatz durch Zusammenfügen von Zahlenbuchstabenkombinationen erzeugt wird, wird eine geringe Datengröße des Datensatzes ermöglicht. Dies ermöglicht es, dass der Datensatz einfach und unkompliziert auch über mobile Netzwerke transportiert werden kann.
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Spezifische Merkmale der Verkehrssituation umfassen bevorzugt Verkehrsteilnehmer, insbesondere Fußgänger, sowie deren räumliche Positionen und/oder Bewegungstrajektorien innerhalb der Verkehrssituation. Zudem sind bevorzugt Straßengegebenheiten und/oder Wetterbedingungen der Verkehrssituation umfasst.
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Kategorien umfassen bevorzugt Arten von Verkehrsteilnehmern, wie beispielsweise Fußgänger, Motorräder, Fahrräder, Autos, Busse und/oder Lastwagen.
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Zahlenbuchstabenfolgen umfassen bevorzugt Ascii Zeichensätze, insbesondere arabische Zahlen und lateinische Buchstaben mit oder ohne Sonderzeichen. Dies ermöglicht eine einfache Verarbeitung des Datensatzes durch eine Vielzahl an international eingesetzten Computern.
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Dadurch, dass der Datensatz derart aufgebaut ist, wird es ermöglicht, dass Computersysteme, wie neuronale Netze diesen besonders leicht verarbeiten können. Dies wiederum ermöglicht beispielsweise ein einfaches Erstellen von Vorhersagen über eine zukünftige Entwicklung der Verkehrssituation. Dabei wird die Vorhersage bevorzugt direkt als ein Datensatz erstellt. Dies ermöglicht einen einfachen Transport der Vorhersage zu Verkehrsteilnehmern und/oder Verkehrssystemen. Dies ermöglicht eine Erhöhung der Sicherheit für Verkehrsteilnehmer.
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Ein erfindungsgemäßes System ist ausgebildet und eingerichtet ein erfindungsgemäßes Verfahren zum automatisierten Erstellen eines Datensatzes über spezifische Merkmale des Verhaltens von Verkehrsteilnehmern in einer Verkehrssituation anhand eines Videos über die Verkehrssituation durchzuführen. Das System umfasst eine erste Rechenvorrichtung zum Identifizieren spezifischer Merkmale des Verhaltens von Verkehrsteilnehmern in einer Verkehrssituation anhand eines Videos über die Verkehrssituation und eine zweite Rechenvorrichtung zum Erstellen eines Datensatzes über spezifische Merkmale des Verhaltens von Verkehrsteilnehmern in einer Verkehrssituation anhand eines Videos über die Verkehrssituation.
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Ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt umfasst ein Programm das, wenn es von einem Computer ausgeführt wird, den Computer veranlasst, ein erfindungsgemäßes Verfahren zum automatisierten Erstellen eines Datensatzes über spezifische Merkmale des Verhaltens von Verkehrsteilnehmern in einer Verkehrssituation anhand eines Videos über die Verkehrssituation durchzuführen.
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Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich in gleicher Weise für das erfindungsgemäße System und das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Verifizieren eines Datensatzes über spezifische Merkmale des Verhaltens von Verkehrsteilnehmern in einer Verkehrssituation umfasst die Schritte:
- - Erstellen einer Simulation einer Verkehrssituation anhand eines Datensatzes über spezifische Merkmale einer Verkehrssituation;
- - Bereitstellen einer zu dem Datensatz gehörigen realen Verkehrssituation;
- - Vergleich der erstellten Simulation der Verkehrssituation mit der zugehörigen realen Verkehrssituation;
- - Verifizierung des Datensatzes, wenn der Vergleich eine Abweichung ergibt, welche kleiner oder gleich einem ersten Grenzwert für die Abweichung ist.
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Durch einen Vergleich der erstellten Simulation mit der zugehörigen realen Verkehrssituation wird es ermöglicht, festzustellen, ob der Datensatz die zugehörige reale Verkehrssituation ausreichend präzise darstellt. Dies ermöglicht die Verwendung des Datensatzes für die Erstellung einer Vorhersage einer zukünftigen Entwicklung der Verkehrssituation.
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Ein erfindungsgemäßes System ist ausgebildet und eingerichtet ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Verifizieren eines Datensatzes über spezifische Merkmale einer Verkehrssituation durchzuführen. Das System umfasst eine dritte Rechenvorrichtung zum Erstellen einer Simulation einer Verkehrssituation anhand eines Datensatzes über spezifische Merkmale einer Verkehrssituation. Das System umfasst zudem eine vierte Rechenvorrichtung zum Verifizieren eines Datensatzes anhand eines Vergleichs der erstellten Simulation der Verkehrssituation und einer zugehörigen, realen Verkehrssituation.
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Ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt umfasst ein Programm das, wenn es von einem Computer ausgeführt wird, den Computer veranlasst, ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Verifizieren eines Datensatzes über spezifische Merkmale des Verhaltens von Verkehrsteilnehmern in einer Verkehrssituation durchzuführen.
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Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich in gleicher Weise für das erfindungsgemäße System und das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt.
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Die abhängigen Ansprüche beschreiben vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Dabei zeigt
- 1 schematisch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systems zum automatisierten Erstellen eines Datensatzes über spezifische Merkmale des Verhaltens von Verkehrsteilnehmern in einer Verkehrssituation anhand eines Videos über die Verkehrssituation und
- 2 schematisch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systems zum Verifizieren eines Datensatzes über spezifische Merkmale des Verhaltens von Verkehrsteilnehmern in einer Verkehrssituation.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systems 1a zum automatisierten Erstellen eines Datensatzes 11 über spezifische Merkmale des Verhaltens von Verkehrsteilnehmern in einer Verkehrssituation 10 anhand eines Videos über die Verkehrssituation 11. Das System 1a umfasst eine erste Rechenvorrichtung 4a zum Identifizieren spezifischer Merkmale des Verhaltens von Verkehrsteilnehmern in einer Verkehrssituation 10 anhand eines Videos über die Verkehrssituation 10. Das System 1a umfasst zudem eine zweite Rechenvorrichtung zum Erstellen eines Datensatzes 11 über spezifische Merkmale des Verhaltens von Verkehrsteilnehmern in einer Verkehrssituation 10 anhand eines Videos über die Verkehrssituation 10.
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In diesem Ausführungsbeispiel sind die erste Rechenvorrichtung 4a und die zweite Rechenvorrichtung identisch.
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Das System 1a umfasst zudem eine Videokamera 2 und eine Lidareinrichtung. Das Bildmaterial der Videokamera 2 wird mit den Informationen aus der Lidareinrichtung zu dem Video überlagert. Alternativ umfasst die Lidareinrichtung eine Radarein richtung.
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Dies ermöglicht es, dass das Video der Verkehrssituation 10 Informationen über Positionen und Abstände von Verkehrsteilnehmern der Verkehrssituation 10 umfasst. Das so aufgenommene Video wird für die erste Rechenvorrichtung 4a bereitgestellt.
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Die Videokamera 2 ortsfest an einer Kreuzung angeordnet. Die Kreuzung weist zwei sich kreuzende zweispurige Straßen auf. Die beiden Straßen weisen einen Bürgersteig auf. Auf einer ersten Straße befinden sich zwei Autos, ein Motorradfahrer, ein Bus und 15 Fußgänger. Die die Fußgänger befinden sich auf den Bürgersteigen.
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Zudem ist die erste Rechenvorrichtung 4a ausgebildet und eingerichtet, hochauflösendes Kartenmaterial zu empfangen und derart zu verarbeiten, dass Straßengegebenheiten der Verkehrssituation zugeordnet werden können. Das Kartenmaterial umfasst insbesondere Straßenführungen und Spuraufteilungen.
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Die erste Rechenvorrichtung 4a ist ausgebildet und eingerichtet, spezifische Merkmale der Verkehrssituation 10 in dem Video von der Verkehrssituation 10 zu identifizieren. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Rechenvorrichtung als neuronales Netz ausgebildet. Dies ermöglicht durch eine Bildererkennung die Identifikation von spezifischen Merkmalen aus dem Video.
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Die spezifischen Merkmale der Verkehrssituation 10 werden durch die erste Rechenvorrichtung 4a kategorisiert. Die dafür notwenigen Kategorien werden durch eine externe Quelle bereitgestellt. Die externe Quelle stellt ebenfalls eindeutige Zahlenbuchstabenfolgen für jede Kategorie bereit.
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Die Rechenvorrichtung 4a ordnet die identifizierten spezifischen Merkmale anschließend den Zahlenbuchstabenfolgen für die entsprechende Kategorien zu.
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Anschließend erstellt die Rechenvorrichtung 4a einen Datensatz 11 durch Zusammenfügen der Zahlenbuchstabenfolgen der Kategorien für die spezifischen Merkmale der Verkehrssituation 10.
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Eine Vorschrift zum Zusammenfügen wird dabei von einer externen Quelle bereitgestellt. Die Vorschrift beschreibt dabei welche Kategorien in welcher Reihenfolge zusammengefügt werden. Diese Vorschrift wird mit Datensätzen, welche nach dieser Vorschrift erzeugt wurden, zusammen verschickt. Alternativ wird sie im Vorfeld an die weiterverarbeitenden Einrichtungen gesendet.
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Die Kategorien umfassen Klassen von Verkehrsteilnehmern und/oder Bewegungstrajektorien von Verkehrsteilnehmern und/oder Klassen von Straßeneigenschaften. Klassen von Verkehrsteilnehmern umfassen insbesondere Fußgänger, Autos, Busse, Fahrräder, Motorräder und/oder Lastwagen.
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In diesem Ausführungsbeispiel umfassen die Kategorien die Klasse fahrende Verkehrsteilnehmer, und dabei genau Autos, Motorräder, Busse. Zudem umfassen die Klassen laufende Verkehrsteilnehmer, insbesondere Fußgänger.
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Dadurch, dass die Positionen der Verkehrsteilnehmer in dem Datensatz 11 erfasst sind, wird es ermöglicht, dass den Verkehrsteilnehmern Fahrbahnspuren zugeordnet werden können.
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In diesem Ausführungsbeispiel ist der Kategorie Fußgänger ein F als Zahlenbuchstabenfolge zugeordnet. Hinter das F ist die Anzahl der in der Verkehrssituation 10 identifizierten Fußgänger gesetzt. In diesem Ausführungsbeispiel 15. Der Kategorie Autos ist ein A, der Kategorie Motorräder ein M und der Kategorie Busse ein B zugeordnet. Dahinter ist jeweils die identifizierte Anzahl an Verkehrsteilnehmern gesetzt. Dies ergibt F 15 xxx A 2 yyyy M 1 zzz B1 vvv.
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Xxx, yyy, zzz und vvv sind Platzhalter für die jeweiligen Positionen und Trajektorien der Verkehrsteilnehmer. Dies ist dabei so aufgebaut, dass jeweils für identifizierte Verkehrsteilnehmer aus der jeweiligen Klasse die Position in gesetzt ist. Die Reihenfolge entspricht der, in der die Verkehrsteilnehmer identifiziert wurden. Die Positionen werden in Raumkoordinaten aufgelöst angegeben. Für die Trajektorien werden die jeweiligen Bahnverläufe Funktionen zugeordnet und diese werden parametrisiert. Um Speicherplatz zu sparen, werden dabei nur die Parameter in den Datensatz übernommen. Für eine Bahnkurve der Form: a+bx+cx2+dx3 ergibt sich so die Zeichenfolge a b c d.
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Die Zahlenbuchstabenfolge umfasst eine Zeit, zu welcher die Verkehrssituation 10 stattfindet. Ebenfalls umfasst die die Position der Kamera 2, mit welcher das Video der Verkehrssituation 10 erstellt wurde.
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Kategorien umfassen zudem gängige Verhaltensmuster von Verkehrsteilnehmer. So wird für jeden Verkehrsteilnehmer identifiziert, ob er eilig und/oder entspannt unterwegs ist. Kategorien umfassen das Alter von Verkehrsteilnehmern. Dies ermöglicht eine Erleichterung in der Zuordnung von Verhaltensmustern.
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In diesem Ausführungsbeispiel wird die Zahlenbuchstabenfolge als zweidimensionaler Barcode abstrahiert und weiterverwendet.
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Die Kategorien umfassen zudem Wetterbedingungen. Die Wetterbedingungen umfassen aktuelle Sichtweiten, Straßeneigenschaften, welche sich durch aktuelle Wetterbedingungen ergeben und/oder Bewegungstrajektorien, welche sich durch aktuelle Wetterbedingungen ergeben. Die Wetterbedingungen verändern demnach andere Merkmale der spezifischen Verkehrssituation.
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So verändert Regen beispielsweise die Straßeneigenschaft trocken zu nass und/oder sehr nass. Die Straßeneigenschaften bezugnehmend auf eine maximale Trockenheit sind in Prozent in dem Datensatz umfasst.
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Ebenfalls werden beispielsweise Trajektorien von Verkehrsteilnehmer beeinflusst, da Fußgänger in der Regel Pfützen auszuweichen versuchen. Weiterhin ergibt sich, dass Autofahrer bei starken Regen in der Regel vorsichtiger fahren, als bei trockenen Wetterbedingungen.
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Die Kategorien umfassen eine maximale Sichtweite für Fußgänger. Diese hängt dabei von den Wetterbedingungen der Verkehrssituation 10 ab. Wetterbedingungen umfassen ebenfalls Phänomene wie Smog.
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Kategorien umfassen auch eine maximale Sichtweite, welche die Kamera 2 erfährt. Weiterhin umfasst sind Straßenschilder und deren wetterabhängige Sichtbarkeit für Verkehrsteilnehmer. Diese wird in Prozent von einer maximalen Sichtbarkeit in den Datensatz 11 eingefügt. Die maximale Sichtweite der Kamera 2 wird berechnet aus der Kameraposition und einem maximal entfernten Objekt, welches die Kamera 2 noch erfassen kann.
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Ein nicht gezeigtes, erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt umfasst ein Programm das, wenn es von einem Computer ausgeführt wird, den Computer veranlasst, ein erfindungsgemäßes Verfahren zum automatisierten Erstellen eines Datensatzes über spezifische Merkmale des Verhaltens von Verkehrsteilnehmern in einer Verkehrssituation anhand eines Videos über die Verkehrssituation durchzuführen.
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2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systems 1b zum Verifizieren eines Datensatzes 11 über spezifische Merkmale einer Verkehrssituation 10. Das Systems 1b umfasst eine dritte Rechenvorrichtung 4b zum Erstellen einer Simulation 10a einer Verkehrssituation 10 anhand eines Datensatzes 11 über spezifische Merkmale einer Verkehrssituation 10. Das System 1b umfasst zudem eine vierte Rechenvorrichtung 4c zum Verifizieren eines Datensatzes 11 anhand eines Vergleichs der erstellten Simulation 10a der Verkehrssituation und einer zugehörigen, realen Verkehrssituation 10b.
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Eine zu dem Datensatz 11 gehörige reale Verkehrssituation 10b wird von einer externen Quelle in Form eines Videos 10b bereitgestellt. Das Video 10b entspricht dem Video aus dem ersten Ausführungsbeispiel.
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Der Datensatz 11 wird durch die vierte Rechenvorrichtung 4c verifiziert, wenn der Vergleich eine Abweichung ergibt, welche kleiner oder gleich einem ersten Grenzwert für die Abweichung ist.
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Der erste Grenzwert für die Abweichung wird von einer externen Quelle bereitgestellt und ist ein Maß für den Realismus der Simulation 10a.
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Wenn der Vergleich eine Abweichung ergibt, welche größer dem ersten Grenzwert für die Abweichung ist, wird eine Änderung des Datensatzes durch die dritte Rechenvorrichtung 4b durchgeführt. Anschließen werden die weiteren Schritte zur Verifizierung Datensatze 11 erneut durchgeführt.
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Die dritte Rechenvorrichtung 4b ist dabei als neuronales Netz ausgebildet. Dies ermöglicht eine Verifizierung des Datensatzes 11 innerhalb weniger Iterationsschritte. Das neuronale Netz wurde trainiert mit eine Vielzahl an Datensätzen und zugehörigen realen Verkehrssituationen.
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Ein nicht gezeigtes, erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt umfasst ein Programm das, wenn es von einem Computer ausgeführt wird, den Computer veranlasst, ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Verifizieren eines Datensatzes über spezifische Merkmale des Verhaltens von Verkehrsteilnehmern in einer Verkehrssituation durchzuführen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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