Institut für Verkehrsführung und Fahrzeugsteuerung > Technologien aus Luft- und Raumfahrt für...

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Automatic Maneuver Recognition in the Automobile > 26. Juni 2022 > Folie 1 Institut für Verkehrsführung und Fahrzeugsteuerung > Technologien aus Luft- und Raumfahrt für Straße und Schiene Automatic Maneuver Recognition in the Automobile: the Fusion of Uncertain Sensor Values using Bayesian Models Arati Gerdes

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Automatic Maneuver Recognition in the Automobile > 11. April 2023 > Folie 1Institut für Verkehrsführung und Fahrzeugsteuerung > Technologien aus Luft- und Raumfahrt für Straße und Schiene

Automatic Maneuver Recognition in the Automobile:

the Fusion of Uncertain Sensor Values using Bayesian Models

Arati Gerdes

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Overview

1. Problem Description

2. Challenges

3. Dealing with Uncertainty

4. The Experiment

5. Results

6. Current Work

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1. Problem Description

2. Challenges

3. Dealing with Uncertainty

4. The Experiment

5. Results

6. Current Work

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Early Automobiles

Karl Benz’s Tri-Car (1885) Henry Ford’s Quadricycle (1896)

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Automobiles Today

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Driving-Maneuver Recognition

Fuse the available sensor data in order to identify the driving maneuver being performed

Understand the driver‘s intentions

Tune assistance to the driver‘s needs

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1. Problem Description

2. Challenges

3. Dealing with Uncertainty

4. The Experiment

5. Results

6. Current Work

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Challenges to Automatic Maneuver-Recognition

Inaccuracy in the sensor values:

Today‘s automobile sensors return uncertain and often invalid values

Driving maneuvers are performed in a wide variety of driving styles

It is difficult to define a set of rules that describe a maneuver

Rule-based systems are inadequate for maneuver-recogition

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1. Problem Description

3. Dealing with Uncertainty

4. The Experiment

5. Results

6. Current Work

2. Challenges

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Probabilistic Inference using Bayesian Networks

Solid, theoretical framework of Probability Theory

Derivation of inferences from uncertain evidence

Directed Acyclic Graph

Nodes represent variables of interest

Edges represent dependencies

Strengths of the dependencies are described by local conditional probability tables

Merge Left

Indicator Steering

Merge left

FALSE

Merge left

TRUE

Indicator OFF

0.9 0.2

Indicator ON

0.1 0.8

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Probabilistic Inference using Bayesian Networks

Supports Bidirectional inference

Supports Learning

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1. Problem Description

4. The Experiment

5. Results

6. Current Work

2. Challenges

3. Dealing with Uncertainty

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The ViewCar

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Ten Maneuvers Selected for Recognition

Maneuvers

Stopped

Follow road

Follow car

Turn left

Turn right

Merge left

Merge right

Overtake

Enter freeway

Exit freeway

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1. Problem Description

5. Results

6. Current Work

2. Challenges

3. Dealing with Uncertainty

4. The Experiment

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Prototype System and Experimental Results

A Prototype System was built and tested with data from the ViewCar

40 Minutes, 152 Maneuvers

Recognition confidence threshold set to 60%

140 of the maneuvers (~92%) were recognized by the system

The correct maneuver was recognized during approximately 77% of the drive duration

A false maneuver was recognized during approximately 14% of the drive duration.

An unrecognized maneuver was returned during approximately 9% of the drive duration.

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Prototype System and Experimental Results

Maneuver Number driven

Number recognized

Stopped 2 2

Follow Road 48 48

Follow Car 41 40

Turn left 5 4

Turn right 3 3

Merge left 11 10

Merge right 23 19

Overtake 13 8

Enter freeway 2 2

Exit freeway 4 4

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Automatic Maneuver Recognition in the Automobile > 11. April 2023 > Folie 18Institut für Verkehrsführung und Fahrzeugsteuerung > Technologien aus Luft- und Raumfahrt für Straße und Schiene

1. Problem Description

6. Current Work

2. Challenges

3. Dealing with Uncertainty

4. The Experiment

5. Results

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Current Work

Construction of an online version of the system

Construction of more detailed models to improve recognition accuracy

Incorporation of input from long-range radar

Correlation of driver gaze behavior with driving intent to add predictive power

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