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Originaltitel:
Qualitative Repräsentation von Bewegungsverläufen 
Übersetzter Titel:
Qualitative Representation of the Course of Motion 
Jahr:
2000 
Dokumenttyp:
Dissertation 
Institution:
Fakultät für Informatik 
Betreuer:
Brauer, Wilfried (Prof. Dr. Dr.h.c.) 
Gutachter:
Brauer, Wilfried (Prof. Dr. Dr.h.c.); Freksa, Christian (Prof. Ph.D.) 
Format:
Text 
Sprache:
de 
Fachgebiet:
DAT Datenverarbeitung, Informatik 
Stichworte:
Qualitative Repräsentation; räumliche Repräsentation; Roboternavigation 
Übersetzte Stichworte:
qualitative representation; spatial representation; robot navigation 
Schlagworte (SWD):
Bewegung; Verlauf; Modellierung 
TU-Systematik:
DAT 758d 
Kurzfassung:
Die Repräsentation von Bewegungsverläufen ist eine wichtige Teilaufgabe in vielen informatischen Anwendungen: Überall, wo sich z.B. Roboter autonom durch eine offene Umgebung bewegen sollen, ist sowohl die Eigenbewegung des Roboters als auch die Bewegung anderer Subjekte wahrzunehmen, zu repräsentieren und zu verarbeiten -- sei es für Bahnplanung, für Kollisionsvermeidung oder an der Schnittstelle für Instruktionen des Menschen. Es sind bereits viele quantitative Repräsentationen bekannt, die solche Aufgaben lösen und überall dort nutzbringend eingesetzt werden, wo hinreichend genaue quantitative Meßdaten vorhanden sind. An der Bedienerschnittstelle kann es mit ihnen jedoch zu Problemen kommen: Menschen denken meist nicht in quantitativen Kategorien wie 52 Grad, sondern in qualitativen wie " `links vorne" ' . Gerade wenn naive Benutzer mit technischen Systemen interagieren sollen, wie z.B. mit einem semiautonomen Rollstuhl oder einem Serviceroboter, ist es wichtig, daß die Kommunikation in für den Menschen natürlichen Begriffen stattfinden kann. Besonders an der Benutzungsschnittstelle ist es also notwendig, daß technische Systeme qualitative Repräsentationen verstehen und weiterverarbeiten können. Die vorliegende Arbeit entstand im Rahmen eines interdisziplinären Projekts in Zusammenarbeit mit dem Institut für medizinische Psychologie der LMU München, in dem es um die Modellierung von menschlichen kognitiven Leistungen in der Bewegungswahrnehmung geht. Ein Ziel der Arbeit war es, eine für den Menschen intuitive, qualitative Repräsentation von Bewegungsverläufen zu entwickeln, die -- ganz oder teilweise -- an solchen Schnittstellen zum Einsatz kommen kann. Durch die Einbettung dieser Arbeit in ein kognitionswissenschaftliches Schwerpunktprogramm war es möglich, neueste psychologische Erkenntnisse über die Wahrnehmung, Repräsentation und Verarbeitung von Bewegungsverläufen zu berücksichtigen, um eine für den Menschen möglichst intuitive Repräsentation zu erhalten. Aus eigenen und fremden Experimenten wissen wir, daß der Gestalt-Aspekt bei der Bewegungswahrnehmung eine entscheidende Rolle spielt. Deswegen kommt in dem in dieser Arbeit vorgestellten Ansatz zur qualitativen Repräsentation von Bewegungsverläufen der Form eines Bewegungsverlaufs ebenfalls eine große Bedeutung zu. Die vorliegende Arbeit stellt eine qualitative Repräsentation von Bewegungsverläufen punktförmiger Objekte im zweidimensionalen Raum vor. Die Repräsentation besteht aus zwei Schichten: einer relativ feingranularen vektoriellen Repräsentation, den Qualitative Motion Vectors (QMVs) und einer grobgranularen, abstrakteren Schicht, die die Form von Teilen der Trajektorie als repräsentationale Grundelemente benutzt (die SHAPE-Repräsentation). Die QMV-Repräsentation kann aus beobachteten Bewegungsverläufen erzeugt werden (und so z.B. der Ausgabe an einen Menschen dienen) oder aber direkt eingegeben werden. Die SHAPE-Repräsentation wird durch Vereinfachung der QMV-Repräsentation mittels Generalisierung, Segmentierung in basale SHAPES, und Klassifizierung dieser basalen SHAPES in komplexere, die einem vordefinierten SHAPE-Vokabular entnommen werden, erzeugt. Die verschiedenen Möglichkeiten, mit qualitativen Vektoren zu rechnen, und die verschiedenen Generalisierungs- und Klassifizierungsalgorithmen, die dazu entwickelt wurden, werden in der vorliegenden Arbeit vorgestellt. Überlegungen zu verschiedenen Referenzsystemen, in denen Bewegungsverläufe gemessen und repräsentiert werden können, sowie zu Vergleichbarkeit und Komplexität der so repräsentierten Bewegungsverläufe, runden die Betrachtungen ab. In Zusammenarbeit mit dem Projekt " `Bildfolgenbasierte semilokale 3D Landmarken zur Navigation in dynamischen Umgebungen" ' im DFG-Schwerpunktprogramm " `Raumkognition" ' konnten einige der Entwicklungen bei der Navigation eines semiautonomen Rollstuhls zum Einsatz gebracht werden. 
Übersetzte Kurzfassung:
The representation of the course of motion is an important task in many computer science applications: when, e.g., robots have to move autonomously through an open environment, locomotion of the robot and motion of other moving entities has to be tracked, represented, and processed. This is necessary for motion planning, for collision avoidance, and for interfacing with a human user or operator. A multitude of quantitative representations that solve such tasks are known. They can be successfully...    »
 
Veröffentlichung:
Universitätsbibliothek der TU München 
Mündliche Prüfung:
18.12.2000 
Dateigröße:
1433784 bytes 
Seiten:
144 
Letzte Änderung:
26.06.2007