Wir begrüßen Sie herzlich auf unseren Forschungsseiten

Prof. Dr.-Ing.
K. Doll
Dipl. Ing. (FH)
B. Zöller
M.Eng.,
Dipl.Ing. (FH)
S. Köhler
M.Eng.
S. Zernetsch
M.Eng.
V. Kreß

Highlights

Abschlusspräsentation des Forschungsprojekts AFUSS, Dezember 2016, Aschaffenburg (Bild: HAB)
Best Paper Award, SAI Intelligent Systems Conference, November 2015, London


Unser Leitmotiv ist die Integration aktueller Forschung in Lehrveranstaltungen des Ingenieurstudiums. Dem Bildungsauftrag unserer Hochschule entsprechend betreiben wir anwendungsbezogene Forschung und Entwicklung gemeinsam mit Partnern aus der Industrie, aus Forschungsinstituten und aus Universitäten. Den Studienanfängern zeigen wir unsere Forschungsergebnisse anhand von Demonstrationsexperimenten in unseren Lehrveranstaltungen. Höhere Semester binden wir durch Projektpraktika, Studien-, Bachelor- und Masterarbeiten ein, bei besonderer Qualifikation ist auch eine Promotion möglich.

Im Folgenden geben wir Ihnen einen Überblick über unsere aktuell laufenden und vor kurzem abgeschlossenen Drittmittelprojekte und Veröffentlichungen, die in den letzten Jahren daraus entstanden sind, und -sofern Sie studieren- auch über die Möglichkeiten dabei mitzuwirken.

DeCoInt2

Gefördert von der DFG

Laufzeit 2015 - 2021

Das Projekt DeCoInt2 verfolgt das Ziel, die Absicht ungeschützter Verkehrsteilnehmer im Verkehr mit  automatisierten Fahrzeugen zu erkennen, wobei kooperative Technologien eingesetzt werden sollen. Individuelle Mobilität wird auch im zukünftigen Verkehr eine wichtige Rolle spielen. Automatisiertes Fahren wird dabei eine Schlüsselrolle einnehmen. Es hat das Potential, die Verkehrssicherheit und den Verkehrsfluss zu erhöhen und die Umweltverschmutzung sowie den Ressourcenverbrauch zu senken. Besonders im städtischen Umfeld werden ungeschützte Verkehrsteilnehmer wie Fußgänger und Fahrradfahrer nach wie vor eine wichtige Rolle im gemischten Verkehr der Zukunft einnehmen. Um einen unfallfreien und hocheffizienten Verkehrsfluss mit automatisierten Fahrzeugen zu erreichen, ist es nicht nur wichtig, die ungeschützten Verkehrsteilnehmer wahrzunehmen. Mindestens genauso bedeutend ist es, deren Absichten zu erkennen und zu analysieren, wie das menschliche Fahrer auch machen, wenn sie das Verhalten ungeschützter Verkehrsteilnehmer vorausschätzen.  Eine zuverlässige und robuste Wahrnehmung ungeschützter Verkehrsteilnehmer und deren Absichten in Echtzeit mit einem multi-modalen Sensorsystem, z. B. mit Videokameras, Laserscannern, Beschleunigungssensoren und Gyroskopen in mobilen Endgeräten, ist eine immense Herausforderung. Im Projekt wird weit über bestehende Arbeiten hinausgegangen und ein ganzheitlicher, kooperativer Ansatz gefolgt, um Bewegungen von Personen (z. B.: wann startet ein stehender Fahrradfahrer?) und deren Trajektorien (z. B.: wird die Person links abbiegen?) zu prädizieren. Heterogene, offene Mengen von Agenten (zusammenarbeitende, interagierende Fahrzeuge, Infrastruktur und ungeschützte Verkehrsteilnehmer, die ein mobiles Endgerät mitführen) tauschen Informationen aus, um individuelle Modelle der Umgebung zu erstellen. Diese erlauben eine genaue Vorhersage von grundlegenden Bewegungen und Trajektorien ungeschützter Verkehrsteilnehmer. Verdeckungen, Implausibilitäten und Inkonsistenzen werden durch die kollektive Intelligenz kooperierender Agenten aufgelöst. Innovative Methoden werden entwickelt, indem neue Signalverarbeitungs- und Modellierungstechniken mit lernbasierten Ansätzen der Mustererkennung kombiniert werden. Die Kooperation der Agenten wird auf mehreren Ebenen, wie der Wahrnehmung, der erkannten Trajektorien und der bereits detektierten Absichten, untersucht. Daraus resultierend wird eine Kommunikationsstrategie vorgeschlagen, um die erforderlichen Informationen in einem ad hoc Netzwerk kooperierender Agenten auszutauschen. Die Techniken werden an realen Daten evaluiert, wobei ein Forschungsfahrzeug, eine Forschungskreuzung mit öffentlichem Verkehr und mehrere mobile Endgeräte benutzt werden.

M. Eng.
S. Zernetsch

ZEWIS - Zentrum für wissenschaftliche Services und Transfer

Gefördert vom StMBKWK

 

Neben Projekten, die von der öffentlichen Hand gefördert werden,  bearbeiten wir bilateral Projekte mit der Industrie, deren Inhalte in der Regel nicht veröffentlicht werden. Diese Projekte werden organisatorisch im Rahmen des ZeWiS in der Abteilung IFAS - Intelligente Fahrerassistenzsysteme abgewickelts. Im ZeWiS arbeiten unter der technischen Leitung von Sebastian Köhler

M. Eng.,
Dipl.Ing. (FH)
S. Köhler
B. Eng.
F. Heidecker
B. Eng.
A. Hubert
B. Eng.
T. Ziegler

GePro

gefördert vom BMBF

Laufzeit 2017 - 2018

Ziel des Vorhabens GePRO ist die Entwicklung eines selbstlernenden kamera- und sensorbasierten

Assistenzsystems für manuelle Montagearbeitsplätze. In der Einlernphase soll das System den

Montageablauf bzw. dafür typische Handbewegungen erfassen und softwaretechnisch als Wissensbasis aufbereiten. Hierfür sind Techniken und Komponenten zu entwickeln für die Ableitung entsprechender Zustandsautomaten in Verbindung mit einer Daten- und Prozessmodellierung sowie für die Anreicherung mit weiteren Informationen, etwa Arbeitsanweisungen oder technischen Dokumentationen. Weiterhin soll eine Softwarekomponente zur Analyse- und für den Soll/Ist Vergleich entwickelt werden, damit im Montageprozess Abweichungen vom idealen Ablauf festgestellt werden können, bspw. In diesen Fällen für den Monteur entsprechende Meldungen oder Anweisungen generiert werden. Ein für die Qualitätssicherung wichtiges beabsichtigtes Feature ist die Erfassung der abweichenden Zustände mit der Möglichkeit der Annotation oder redaktionellen Hinterlegung.

M. Eng.
S. Köhler

AFUSS - Aktiver Fußgängerschutz

gefördert vom BMBF

Laufzeit 2013 - 2016

Die weltweite Verkehrsunfall-Statistik der Weltgesundheitsorganisation WHO offenbart über 20 Millionen Verletzte im Straßenverkehr des Jahres 2009. Besonders betroffen sind ungeschützte Verkehrsteilnehmer also Fußgänger und Zweiradfahrer. Nach einer Auswertung des deutschen Statistischen Bundesamtes lag im Jahr 2011 der Anteil der Fußgängerunfälle innerhalb geschlossener Ortschaften in Deutschland mit insgesamt 13,3% an Position 3 der Unfallarten, mit 37,6% aber an Position 1 der Unfalltoten.

Ziel des Projekts „AFUSS – Aktiver Fußgängerschutz“ ist die Entwicklung neuartiger Verfahren zum aktiven Schutz ungeschützter und damit besonders gefährdeter Verkehrsteilnehmer an neuralgischen Punkten im Straßenverkehr. Damit wird eine erhebliche Reduzierung der Zahl der Verletzten und Verkehrstoten unter den ungeschützten Verkehrsteilnehmern angestrebt.

Die Bewegungsintention und die Bewegungseigenschaften (z. B. Bewegungsrichtung, Geschwindigkeit) von Fußgängern sollen von einem infrastrukturgebundenen System, das beispielsweise aus Laserscannern, Kameras und Rechnern besteht,  frühzeitig erkannt und mittels Funkkommunikation an Fahrzeuge in der Nähe  übertragen werden. Die Fahrzeuge sollen diese Information zur Situationsanalyse und Berechnung einer Ausweichbewegung nutzen und diese gegebenenfalls mit möglichst kurzer Reaktionszeit selbständig durchführen, um auf diese Weise eine Kollision zu vermeiden.

GePA - Gestengesteuerte Prozessanalyse

gefördert vom BMBF

Laufzeit 2014 - 2016

Ziel des Projekts GePA ist die Entwicklung eines Cyber-Physikalischen optischen Systems (CPS) im Kontext von Industrie 4.0, das mithilfe von Gestik als innovative Interaktionsform manuelle Montageprozesse beobachten und analysieren kann. Die Neuheit des Lösungsansatzes besteht darin, bislang kaum oder gar nicht zugängliche Prozessdaten, die allerdings auf die optimale Prozessführung Einfluss haben, mit einem nicht-prozessinvasiven optischen Verfahren zu erfassen und zu analysieren.

Weite Teile der industriellen Produktion sind geprägt von manuellen Montageprozessen. In Handarbeit werden in mehreren Schritten Produkte zusammengesteckt, geschraubt, geklebt oder geklipst. Probleme treten dabei insbesondere aufgrund der Teilequalität auf. Bislang werden diese in Strichlisten erfasst oder zu Schichtende gemeldet. Dies ist nicht optimal, da in der Regel keine zeitnahe Meldung stattfindet und der Fehler nicht exakt benannt werden kann.

Das System zur gestengesteuerten Prozessanalyse unterstützt den Arbeiter beim Erfassen und Melden solcher Probleme. Mit einer Kinect Kamera erfasst es die Abfolge von Handgriffen, aus denen sich der Montageprozess zusammensetzt, und ermittelt daraus Zeitabstände und Wiederholungen. So lassen sich mögliche Probleme zeitnah erkennen. Bspw. deutet die Wiederholung eines Handgriffs darauf hin, dass sich ein schlecht gearbeitetes Teil nicht fügen lässt. Auch wenn einzelne Handgriffe länger dauern als üblich, ist dies ein Indiz für Probleme im Prozess. All dies erfasst das System selbsttätig und anonymisiert. Darüber hinaus kann der Arbeiter durch eine Zeigegeste („Hier ist ein Fehler!“) das System veranlassen, ein Bild an den Leitstand zu schicken, wo problembezogen reagiert wird.

Das Projekt stellt sich mehreren wissenschaftlichen Herausforderungen, u.a. der Entwicklung eines Algorithmus zur Gestenerkennung, der tauglich für das industrielle Umfeld ist, eines Ansatzes zur Vernetzung des Systems mit der Business Intelligence der Firma, einer mobilen Applikation, die die Interaktion per Smartphone erlaubt, und eines Konzepts, das rechtliche und datenschutztechnische Aspekte, die mit der Einführung verbunden sind, aufarbeitet.

Die gestengesteuerte Prozessanalyse ermöglicht das zeitnahe Erkennen von Problemen, auch von kleinen Unregelmäßigkeiten, die der Mensch kaum wahrnehmen würde. Es kann das Problem auf den einzelnen Arbeitsschritt genau eingrenzen.

Projektpartner ist die Fa. APE Engineering, Niedernberg. 

Ko-FAS - Kooperative Sensorik und kooperative Perzeption (www.kofas.de)

Gefördert vom BMWi

Laufzeit: 2009-2013

Am 18. September 2009 gab Bundeswirtschaftsminister Karl-Theodor zu Guttenberg in der ZENTEC, Großwallstadt, den Startschuss für die Forschungsinitiative Ko-FAS (kooperative Fahrerassistenzsysteme) zur präventiven Sicherheit im Straßenverkehr. Unsere Arbeitsgruppe war zusammen mit 18 namhaften Partnern aus der Automobilindustrie und aus Forschungsinstituten an diesem Großprojekt zur Verkehrssicherheit beteiligt, das die drei Verbundprojekte, Ko-TAG, Ko-PER und Ko-KOMP, beinhaltet und zu 14,7 Millionen Euro vom Bundeswirtschaftsministerium für Wirtschaft und zu 10,8 Millionen Euro von der Industrie finanziert wurde.

Das Thema Intelligente Verkehrssicherheit ist gegenwärtig europaweit aktuell. EU-Forschungsinitiativen wie AKTIV, INVENT, PreVENT und PROMETHEUS bestätigen das hohe Innovationspotenzial, den Anwendungsbezug und die wirtschaftliche Bedeutung dieses Themas. Im Großraum Frankfurt Rhein Main lief nahezu parallel das deutsche Großprojekt simTD (Sichere Intelligente Mobilität), welches durch die Forschungsinitiative Ko-FAS ergänzt wurde.

Im Rahmen des Aschaffenburger Teilprojekts entwickelten und betrieben wir gemeinsam mit den Partnern des Ko-PER Verbunds komplexe kooperative Sensornetzwerke zur Erfassung der Verkehrsumgebung an Kreuzungen. Ein weiterer Schwerpunkt unserer Arbeiten lag auf der Erkennung ungeschützter Verkehrsteilnehmer und deren Absichten mit Methoden der digitalen Bildverarbeitung. 

Folgende Dokumente geben nähere und detailliertere Informationen zum Projekt:

 

 

 

Kontakt

Prof. Dr. K. Doll

Tel.:  06021 4206-720
Fax.: 06021 4206-801

mailto:konrad.dollh-abde