Methoden zum Umgang mit Unsicherheiten der maschinellen Wahrnehmung

Unsicherheitsdomänen

Wie in Abschn. 20.2 beschrieben, umfasst die maschinelle Wahrnehmung unterschiedliche Aufgabenumfänge. Diese sind zum einen die Detektion von statischen und dynamischen Objekten und ihre möglichst genaue physikalische Vermessung, zum anderen aber auch die Zuordnung der korrekten semantischen Bedeutung der detektierten Objekte. Entsprechend diesen Aufgaben existieren für die maschinelle Wahrnehmung die folgenden drei Unsicherheitsdomänen:

1. Zustandsunsicherheit

Die Zustandsunsicherheit beschreibt die Unsicherheit in den physikalischen Messgrößen wie Größe, Position und Geschwindigkeit und ist eine direkte Folge der bei Sensoren prinzipiell nicht vermeidbaren Messfehler.

2. Existenzunsicherheit

Die Existenzunsicherheit beschreibt die Unsicherheit darüber, ob ein von der Sensorik erkanntes und in die Umgebungsrepräsentation übernommenes Objekt überhaupt real existiert. Fehler dieser Art können durch Unzulänglichkeiten in den Signalverarbeitungsalgorithmen oder durch Fehlmessungen der Sensoren selbst entstehen.

3. Klassenunsicherheit

Hiermit ist die Unsicherheit hinsichtlich der korrekten semantischen Zuordnung gemeint, die durch Unzulänglichkeiten der Klassifikationsverfahren bzw. nicht ausreichend gute Messdaten verursacht werden können.

Für die Anwendung des automatisierten Fahrens ist es notwendig, die Unsicherheiten bzw. Fehler in den verschiedenen Domänen zuverlässig zu erkennen und, falls möglich, sogar prädizieren zu können. Methodisch werden zur Behandlung von Unsicherheiten nach dem Stand der Technik fast ausnahmslos Verfahren basierend auf der Bayes-Theorie [10], [11], [12] oder ihrer Verallgemeinerung, der Dempster-Shafer-Theorie [16], verwendet. Sie besitzen den Vorteil, dass sie eine durchgehend probabilistische und daher weitgehend heuristikfreie Behandlung der Unsicherheitsdomänen erlauben.

Die o. g. Unsicherheitsdomänen beziehen sich im engeren Sinne zunächst nur auf die bordeigene Sensorik. Es lassen sich allerdings auch Fehler in Informationen aus einer digitalen Karte oder den durch Car2x-Kommunikation gewonnenen Daten entsprechend kategorisieren. Gerade die zuletzt genannte Car2x-Kommunikation birgt zwar durch mögliche variable Latenzzeiten bei der Übertragung und eventuell nicht genau bekannte Unsicherheitsbewertungen der Sendequellen zusätzliche Fehlereinflüsse. Die Auswirkungen lassen sich jedoch wieder den drei genannten Unsicherheitsdomänen zuordnen, sodass hierauf nicht weiter eingegangen wird.

 
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