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3D FÜR AUTONOME SYSTEME
3D Fahrerassistenzsystem für die intelligente Straßenbahn der Zukunft
Ansprechpartner: Christian Zinner, christian.zinner@ait.ac.at, Tel: +43 50550 4120
Künftig werden Bombardier-Straßenbahnen in der Lage sein, Hindernisse zu erkennen und ihr Gefahrenpotenzial korrekt einzuschätzen. Ein speziell für den Einsatz bei leichten Schienenfahrzeugen wie z.B. Straßenbahnen entwickeltes optisches 3D-Sensorsystem macht diese künftig vorausschauend, intelligent und damit noch sicherer. Das AIT Austrian Institute of Technology hat gemeinsam mit Schienenfahrzeugweltmarktführer Bombardier Transportation eine Technologie entwickelt, die auf die besonderen Anforderungen von Schienenfahrzeugen hinsichtlich Reduktion von Kollisionsgefahr ausgerichtet ist. Dabei lernt die Straßenbahn, verschiedene Objekte wie z.B. Fahrzeuge oder Personen zu erkennen, ihr Gefahrenpotential selbständig zu beurteilen und darauf entsprechend zu reagieren. So kann der Fahrer z.B. in einer Notfallsituation über ein akustisches Warnsignal in seiner Wahrnehmung unterstützt und alarmiert werden, um rechtzeitig Gegenmaßnahmen einleiten zu können. ↑
Mitausstellendes Unternehmen:
3D 360° Panoramakamera für mobile Roboter
Ansprechpartner: Michael Hofstätter, Michael.Hofstaetter@ait.ac.at, +43 664 2351858
Die High-Dynamic-Range Panoramastereokamera dient zur Erfassung von 3D 360° Panoramaaufnahmen in Echtzeit. Sie wurde zur Verbesserung der Fähigkeiten von mobilen Robotern (sicherer Einsatz bei Navigation und Erkundung, Sicherheitsüberwachung, etc.) entwickelt. Das Herzstück der Kamera ist der am AIT Austrian Institute of Technology entwickelte Dynamic Vision Sensor, der kontinuierlich bis zu zehn Panoramaaufnahmen pro Sekunde in 3D erstellen kann. Durch den hohen Dynamik-Bereich ermöglicht der Sensor auch Aufnahmen bei schwierigen Lichtverhältnissen. ↑
Airborne Vision
Ansprechpartner: Christoph Sulzbachner, christoph.sulzbachner@ait.ac.at, Tel: +43 50550 4177
Auch in der Luftfahrt ermöglichen von AIT entwickelte Bildverabeitungsalgorithmen und 3D Umfeldsensoren die Erfassung möglicher Hindernisse sowohl in der Luft, als auch am Boden (z.B. Objekte auf der Landebahn). Damit werden Assistenzsysteme für Piloten oder autonom fliegende Systeme realisiert. Diese können in Zukunft automatisiert starten, zu einem Zielpunkt fliegen und auch autonom landen. Dies erfordert jedoch eine zuverlässige Hinderniserkennung bei unterschiedlichen Umweltbedingungen, die Fähigkeit, selbständig Ausweichmanöver durchzuführen, um Zusammenstöße zu vermeiden, sowie eine sichere Selbstlokalisierung des Fluggeräts, auch unabhängig von Satellitennavigation. Konkrete Anwendung finden diese Systeme im Bereich des Krisen- und Katastrophenmanagements zur schnellen Lagebilderstellung, z.B. bei Bränden, Überschwemmungen, Lawinen oder Großveranstaltungen, wenn es darum geht, gefährdete Personen zu lokalisieren oder die Ausbreitung gefährlicher Gase zu bestimmen. ↑
Intelligente Baumaschinen
Ansprechpartner: Manfred Gruber, manfred.gruber@ait.ac.at, Tel: +43 50550 4183
Im Rahmen einer Kooperation zwischen Liebherr und AIT werden die Anwendungsmöglichkeiten von Vision-basierten Technologien für innovative Fahrerassistenzsysteme für schwere mobile Arbeitsmaschinen wie Radlader untersucht. Da das Umfeld von Radladern heute immer noch ein erhebliches Unfallrisiko für Fahrer und Arbeiter birgt, ist das primäre Ziel eine Unterstützung des Fahrers, um den Betrieb der Arbeitsmaschinen sicherer zu gestalten. Darüber hinaus wird aber auch erwartet, dass solche Systeme in der Einsatzoptimierung von Baumaschinen Anwendung finden. Genutzt werden dabei 2D und 3D Bildverarbeitungsmethoden zur Objektklassifizierung und Oberflächenrekonstruktion in Echtzeit und auf Rechenplattformen, die für den Betrieb auf Arbeitsmaschinen geeignet sind. ↑
Mitausstellendes Unternehmen:
BIG DATA
Critical Content Filtering
Ansprechpartner: Axel Weißenfeld, axel.weissenfeld@ait.ac.at, Tel: +43 50550 4026
Die im Internet angebotenen Inhalte enthalten enorme Mengen von Bild- und Videodaten. Internet-Provider und Behörden versuchen ihrer sozialen Verantwortung insofern gerecht zu werden, als sie kritische Bildinhalte herausfiltern und blockieren. Dazu zählen vor allem Nacktszenen oder unerwünschte (z.B. rechtsextreme) Propaganda. Das von AIT entwickelte System ermöglicht die Detektion und Filterung von Bildern mit unerwünschten Inhalten. Dies geschieht ausschließlich auf Basis der Bildinhalte, es sind keine Zusatzinformationen wie z.B. verdächtige Dateinamen oder Internetadressen notwendig. Welche Art von Bildern als kritisch angesehen wird, hängt vom jeweiligen Einsatzgebiet ab. Die im Zuge des Projekts entwickelten Filter können verschiedene Arten von Logos oder Symbolen detektieren und entsprechend aussortieren. Das System ist als Webservice konzipiert und ermöglicht die Festlegung von verschiedenen Schärfegraden der Filter. ↑
Mitausstellendes Unternehmen:
Video- und Bildarchivsuche
Ansprechpartner: Bernhard Strobl, bernhard.strobl@ait.ac.at, Tel: +43 50550 4290
Visuelle Informationen in digitaler Form sind in unserer heutigen Zeit allgegenwärtig. Öffentliche Einrichtungen wie Infrastrukturbetreiber oder auch die Exekutive sind häufig mit Suchaufgaben auf Grundlage einer visuellen Beschreibung konfrontiert. Technologische Fortschritte durch verbesserte Kameratechnik, leistungsfähigere Bildverarbeitung, höhere Rechenleistung und Vernetzung verschiedener Geräte eröffnen hier völlig neue Möglichkeiten, um die Suche nach der Nadel im digitalen Heuhaufen zu erleichtern.
Unser neuartiges Framework für die Videoanalyse basiert auf einer serviceorientierten Architektur zur optimalen Aufteilung von Daten, Aufgaben und Rechenlast in einem Netz unterschiedlicher Geräte. Videoanalyse, Datenverarbeitung und Visualisierung sind in entsprechenden Modulen zusammengefasst, die selbstbeschreibend sind und als eigenständige, skalierbare Services arbeiten. Verschiedene algorithmische Komponenten (z.B. Detektion, Tracking, Kennzeichenerkennung) wurden kombiniert und in ein interaktives Werkzeug integriert, um Suchen in großen Videoarchiven über mehrdimensionale Attribute durchführen zu können. Mit Hilfe dieses Werkzeugs können bestimmte Videoobjekte (wie etwa eine Person oder ein Fahrzeug) in riesigen Datensätzen einfach und schnell gefunden werden. Das System wurde bei der IEEE International Conference on Multimedia & Expo (ICME) in Barcelona 2011 mit dem Best Demo Award von IBM ausgezeichnet. ↑
Visplore – ein vielseitiges Werkzeug zur Datenanalyse
Ansprechpartner: Harald Piringer, piringer@vrvis.at, Tel: +431/20501 30603
Visplore ist eine Software zur interaktiven visuellen Analyse großer tabellarischer Daten. Flexibel kombinierbare Visualisierungstechniken und Statistiken erlauben eine effiziente Analyse unterschiedlichster Fragestellungen, beispielsweise eine Beurteilung von Datenqualität, ein Erkennen komplexer Zusammenhänge und Muster sowie eine Analyse von Trends. Weitere Schwerpunkte stellen die Identifikation und Validierung statistischer Modelle – beispielsweise Prognosen im Energiebereich – und die Analyse komplexer Systeme wie etwa numerischer Simulationen dar. ↑
Mitausstellendes Unternehmen:
INDUSTRIE 4.0
3D Inspection – Embedded Scaleable Multicore
Ansprechpartnerin: Dorothea Heiss, dorothea.heiss@ait.ac.at, Tel: +43 50550 3162
Die Parallelverarbeitung in embedded Systemen ist für eine anspruchsvolle Echtzeit-Bildverarbeitung essentiell. Die optimale Nutzung beliebig vieler paralleler CPUs ist jedoch nicht trivial. Dem AIT ist es gelungen, mit dynamischer Zeitplanung und genauer Kontrolle des Datenflusses ein paralleles Bildverarbeitungssystem zu verwirklichen, das die vorhandenen Kerne optimal nutzt. Das völlig skalierbare Embedded-Multicore-System demonstriert komplexe Bildverarbeitung unter Verwendung eines dynamischen Echtzeit-Scheduling-Algorithmus. Die parallelisierte S3E Stereo Engine verwendet ein Acht-Kern-Embedded-System mit geringem Stromverbrauch. ↑
3D Inspection – Lichtfeld Zeilenscanner für industrielle Anwendungen
Ansprechpartnerin: Dorothea Heiss, dorothea.heiss@ait.ac.at, Tel: +43 50550 3162
Ein Lichtfeld besteht aus mehreren Ansichten eines aus leicht unterschiedlichen Blickwinkeln aufgenommenen Objekts. In dem vorgestellten System werden diese Ansichten während einer kontinuierlichen Bewegung zwischen Kamera und Objekt erstellt. Aus diesen Lichtfeld-Daten ist es möglich, Tiefeninformation zu errechnen, sowie schärfere Bilder mit einem erhöhten Signal-Rausch-Verhältnis zu erhalten, und sogar eine nachträgliche Re-Fokussierung auf virtuelle Fokusebenen durchzuführen. Der AIT Lichtfeld-Demonstrator ist ein kameragestütztes Computersystem, das aus einer einzigen Kamera und einer Bildverarbeitung in Echtzeit, basierend auf GPGPU, besteht. Anwendungsgebiete sind die Analyse von feinsten Oberflächenstrukturen im Zuge der industriellen Qualitätsinspektion sowie die Überprüfung von Sicherheitsmerkmalen, insbesondere Kippeffekten, im Sicherheitsdruck. ↑
Flexwarp – Innovative Methode für die schnelle und hochgenaue Bildregistrierung
Ansprechpartnerin: Dorothea Heiss, dorothea.heiss@ait.ac.at, Tel: +43 50550 3162
Extrem hohe Geschwindigkeiten sind charakteristisch für moderne industrielle Produktionssysteme. Dabei ist es ist nicht mehr vorstellbar, eine manuelle Sichtprüfung der Qualität für jedes einzelne Produkt durchzuführen. Kameragestützte Computersysteme müssen diese Aufgabe übernehmen. „FlexWarp“ ist ein innovatives von AIT entwickeltes Verfahren zur schnellen und hochpräzisen Bildregistrierung. Die Technologie ermöglicht eine sehr genaue Korrektur von geometrischen Bildverzerrungen in Echtzeit, die sich im Zuge der optischen Qualitätsprüfung ergeben. Nur so ist es möglich, detaillierte Vergleiche mit einer Soll-Vorlage durchzuführen, um unerwünschte Produktionsabweichungen zu erkennen. ↑
Optische Überwachung von Verpackungskartons
Ansprechpartner: Michael Hofstätter, Michael.Hofstaetter@ait.ac.at, Tel: +43 664 2351858
Ein Weltkonzern für die Kartonverpackungs-Produktion setzt am Standort Österreich auf die optische AIT Technologie für die Qualitätskontrolle von High-Speed Produktionsabläufen. Der High-Dynamic-Range smart eye Industrial Vision Sensor (IVS) überprüft bis zu 250.000 Verpackungen pro Stunde noch während der Produktion. Es wird kein zusätzlicher Bearbeitungsschritt benötigt, weil der Sensor direkt in die bestehende Produktion integriert ist. Auch für die Detektion von seltenen und schwerwiegenden Produktionsfehler werden nur wenige Millisekunden benötigt, wodurch zum Beispiel eine Ausschleusung angesteuert werden kann und das nachträgliche Aussortieren der defekten Verpackungen entfällt. Der Sensor bietet eine sehr flexible und robuste Lösung, weil er sich automatisch an Produktwechsel und Produktionsschwankungen anpasst und mit Hilfe des Displays zum Beispiel Positionieranweisungen direkt bei der Maschine zur Verfügung stellt. Durch die sehr effiziente Arbeitsweise eignet es sich auch ideal für Langzeitaufzeichnungen, wodurch Produktionsoptimierungen aus der Datenauswertung abgeleitet werden können. ↑
xposure – Weltweit schnellster Zeilensensor
Ansprechpartnerin: Dorothea Heiss, dorothea.heiss@ait.ac.at, Tel: +43 50550 3162
Das AIT hat in Kooperation mit Fraunhofer IMS den weltweit schnellsten Zeilensensor für hochsensible optische Inspektionsaufgaben entwickelt. Mit Zeilenraten bis zu 200 kHz (Full RGB) bzw. 600 kHz (Grauwerte) übertrifft xposure alle am Markt erhältlichen Sensoren um mindestens das Zweifache. Zur Metalloberflächeninspektion kann er selbst Objekte im µm Bereich mit ca. 1m/s Durchlaufgeschwindigkeit auflösen oder kleinste Fehlstellen auf Schienen mit 300 km/h prüfen. Eine weitere Besonderheit ist die 60 Zeilen-Architektur. Damit lässt sich ein sehr breites Wellenlängenspektrum – etwa auch UV- und Infrarotlicht – oder die Oberfläche aus zahlreichen Perspektiven erfassen. Als „Lichtfeld-Kamera“ bietet xposure völlig neue Möglichkeiten, um spezielle Oberflächenstrukturen, Kippeffekte wie in Sicherheitsdokumenten oder Hologramme zuverlässig zu erfassen. ↑
DECISION SUPPORT SYSTEMS
Entscheidungshilfen im Hochwassermanagement
Ansprechpartner: Jürgen Waser, waser@vrvis.at, Tel: +431/20501 30803
Ein nachhaltiges Hochwassermanagement setzt ein abgestimmtes, vorbeugendes Handeln sowie Maßnahmen zur effektiven Gefahrenabwehr voraus. Eine Software, mit der sich Szenarien durchspielen und vergleichen lassen, um etwa die beste Positionierung für Sandsackbarrieren zu ermitteln, ist ein neuer Ansatz zur Entscheidungsfindung.VISDOM unterscheidet sich von anderen Lösungen, indem mehrere Simulationsläufe erzeugt und mittels Visualisierung rasch analysiert werden können. VISDOM unterstützt sowohl die Planung und Erstellung von Hochwassereinsatzplänen, als auch im Hochwasserfall die rasche Entscheidungsfindung für vor Ort zu setzende Maßnahmen. ↑
Intelligentes Verkehrsmanagement
Ansprechpartner: Martin Litzenberger, Martin.Litzenberger@ait.ac.at, +43 664 8251087
Das EU Forschungsprojekt CARBOTRAF hat zum Ziel, durch den Einsatz modernster Informationstechnologien eine Reduktion von CO2 und Russ-Emissionen, und damit eine Steigerung der Luftqualität, zu erreichen. In das Projekt fließt Know-How vom AIT Austrian Institute of Technology ein, das international renommiert auf den Gebieten der Verkehrssimulation und des Umweltdatenmanagements ist. Projektpartner IBM steuert globale Expertise aus dem Bereich intelligenter Verkehrsprojekte bei. So arbeiten z.B. bereits Städte wie Stockholm, Dublin, Glasgow, Singapur und Brisbane gemeinsam mit IBM an der Entwicklung intelligenter Verkehrssysteme. Die Infrastruktur für den Testbetrieb einer „Ökoroute“ in Graz wird von ASFINAG und der Stadt Graz, dem Land Steiermark sowie Projektpartner EBE Solutions GmbH zur Verfügung gestellt. ↑
MEDIZINTECHNIK
Bildverarbeitung für die Radiologie
Ansprechpartnerin: Katja Bühler, buehler@vrvis.at, Tel: +431/20501 30702
Der Fokus des Projektes KROBIAN (Knowledge Models for Robust Biomedical Image Analysis) liegt auf der Erforschung und Entwicklung von effektiven anwendungs- und benutzerorientierten Methoden der Datenfusion, Visualisierung und Exploration zur Analyse von hochdimensionalen Daten aus mehreren Quellen. Ziel ist es, damit neue Einsichten über komplexe technische oder biologische Systeme zu erhalten. Beispielsweise um RadiologInnen in ihrer täglichen Arbeit zu unterstützen, werden vollautomatische Methoden zur Annotation, Segmentierung und Quantifizierung von anatomischen Strukturen und Pathologien in 3-dimensionalen medizinischen Aufnahmen entwickelt. ↑
Mitausstellendes Unternehmen:
3D Dentalscanner
Ansprechpartner: Christoph Nowak, christoph.nowak@ait.ac.at, Tel: +43 50550 4245
Im Rahmen einer mehrjährigen Kooperation entwickelten AIT ExpertInnen zusammen mit der Kärntner Dentaltechnikfirma a.tron3d den kleinsten intelligenten optischen 3D Scan-Sensor der Welt. Die Idee dahinter: berührungslose Zahnvermessung statt bisherigem Silikon-Abdruck! In Zusammenarbeit mit a.tron3d ist es gelungen, etwas Neues und Einzigartiges auf dem Gebiet der 3D-Technologie zu entwickeln. Der 3D-Intraoral Scanner ist mit einer Stereo-Kamera ausgestattet. Die dazugehörige am AIT entwickelte Software erfasst alle Bilder in Echtzeit und schickt die Daten an einen Rechner mittels USB-Port weiter. Aus den gewonnenen Daten wird in Echtzeit ein 3D Bild erstellt, dadurch wird der bisherige aufwendige Silikon-Abdruck überflüssig. Dank der außergewöhnlich praktischen Form ist der 3D-Intraoral Scanner voll mobilitätsfähig und kann überall verwendet werden. ↑
SECURING PUBLIC SPACES
Indoor Localization
Ansprechpartner: Branislav Micusik, branislav.micusik@ait.ac.at, Tel: +43 50550 4292
Die Lokalisierung in Innenräumen ist ein noch nicht befriedigend gelöstes Problem, da satelliten- und funkgestützte Systeme hier nicht funktionieren oder zu ungenau sind. AIT-ForscherInnen ist es gelungen, eine gänzlich neuartige Lösung mit Hilfe der Bildverarbeitung zu entwickeln. Das System macht sich die Tatsache zunutze, dass sich jede Umgebung in ihrem Aussehen von anderen unterscheidet und erlaubt damit die Lokalisierung in Innenräumen auf rein visueller Basis. Durch Analyse des Bildinhalts und Vergleich mit einem zuvor erstellten visuellen Modell, lassen sich Überwachungskameras oder Mobiltelefone in Echtzeit lokalisieren. Erste Studien haben gezeigt, dass diese Lösung um vieles genauer ist als herkömmliche Systeme. ↑
Hardware und Embedded Software
Ansprechpartner: Michael Cyniburk, michael.cyniburk@ait.ac.at, Tel: +43 50550 4137
Im Hinblick auf praktisch einsetzbare Anwendungen, entwickelt der Forschungsbereich innovative Hardwarelösungen und Software für intelligente Kameranetzwerke und optische Sensorsysteme wie z. B. ein Stereokamerasystem. Unser Entwicklungsansatz verbindet wissenschaftliche Forschung mit den Produkt- und Nutzeranforderungen im ständig wachsenden Bereich der bildgebenden Systeme. Wir entwickeln innovative Applikationen für den Embedded Bereich durch die Verknüpfung von Computer Vision Algorithmen mit neuen Sensoren. Dank unserer strategischen Kooperation mit Kameraherstellern und einer Reihe von Integratoren sowie Endnutzern, erhalten wir laufend Feedback zu technologischen Entwicklungen und Benutzeranforderungen, um videobasierte Lösungen mit hoher praktischer Relevanz generieren zu können. ↑
Next Generation Smart Border Systems
Ansprechpartner: Andreas Kriechbaum-Zabini, andreas.kriechbaum-zabini@ait.ac.at, Tel: +43 50550 4150
Grenzkontrolle ist eine der zentralen Herausforderungen in Bezug auf Sicherheit und Mobilität in der EU. Reisende erwarten heute minimale Verzögerungen und zügige Abfertigungen an den Grenzübergängen, während Grenzschutzbeamte dafür sorgen müssen, Europa gegen illegale Immigration und andere Bedrohungen zu schützen. Das AIT Austrian Institute of Technology widmet sich diesen beiden Aspekten in einer Reihe von Projekten mit dem Ziel, Verfahren für die automatisierte Grenzkontrollsysteme (ABC) zu entwickeln und diese soweit wie möglich europaweit zu harmonisieren. Dazu bringt AIT wichtige Akteure aus der gesamten ABC-Wertschöpfungskette zusammen: System- und Komponentenhersteller, Forschungseinrichtungen, Infrastrukturbetreiber sowie Behörden. Die Entwicklung von ABC-Systemen mit hoher Qualität und Akzeptanz wird durch fortlaufende Einbeziehung von Endnutzern (Reisenden und Grenzbeamten) erreicht. Der vollständige Innovationsprozess, von der Entwicklung der Komponenten bis hin zum endgültigen Design der User-Interfaces, wird laufend von diesen beiden Nutzergruppen evaluiert. Der Aspekt der Konformität mit den europäischen, gesellschaftlichen und rechtlichen Rahmenbedingungen ist dabei zentral für die Akzeptanz der zu entwickelnden Technologien und begleitet die Entwicklung. ↑
Mitausstellendes Unternehmen:
VISUALISIERUNG
Infrastrukturvisualisierung
Ansprechpartner: Gerd Hesina, hesina@vrvis.at, Tel: +431/20501 30202
Die Visualisierung von großen, dynamischen Infrastrukturprojekten ist zu einem wichtigen Werkzeug in der Planung, öffentlichen Präsentation und Wartung geworden. NGIP – Next Generation Interactive Planning – dient zur Zusammenführung und Visualisierung von georeferenzierten Planungs- und Bestandsdaten (Straßen, Larmschutzwände, etc.). NGIP kann eng mit existierenden Arbeitsprozessen und Datenbanken verknüpft werden und bietet Unterstützung für hochdynamische Szenenelemente, wie der realistischen Darstellung von Straßen- und Schienenverkehr, basierend auf gemessenen oder simulierten Verkehrsstatistiken. ↑
Mitausstellendes Unternehmen:
Licht Design und Architekturvisualisierung
Ansprechpartner: Michael Schwärzler, schwaerzler@vrvis.at, Tel: +431/20501 30304
Das Hauptaugenmerk im HILITE-Projekt liegt in der Entwicklung eines Lichtsimulationssystems, das eine dynamisch modifizierbare Echtzeitvisualisierung erlaubt, in welcher innerhalb weniger Sekunden eine hochqualitative Lichtlösung zur Verfügung steht. Dadurch ist eine interaktive Bearbeitung der Szenegeometrie und der verwendeten Lichter möglich – ohne stundenlangen Wartezeiten ausgesetzt zu sein. Materialeigenschaften der Oberflächen mit korrekten Reflektions- und Absorptionswerten werden ebenso berücksichtigt werden, wie Tageslichteinflüsse oder die Reflexionen von Fassaden. ↑
Mitausstellendes Unternehmen:
IMPRESS – Visualisierung komplexer Systeme
Ansprechpartner: Kresimir Matkovic, matkovic@vrvis.at, Tel. +431/20501 30502
Das Projekt CSI (Complex System Investigation) befasst sich mit der Erforschung und Entwicklung neuer Methoden der interaktiven Visualisierung, die helfen, das Verhalten komplexer Systeme wie z.B. Motoren frühzeitig besser beurteilen zu können. Dabei wird sowohl die Modellierungsphase des Simulationsmodells, als auch die interaktive Visualisierung der Simulationsergebnisse unterstützt. Die Arbeiten umfassen dabei die Visualisierung von Strömungssimulationsdaten, die Verbesserung interaktiver Gittererzeugung unter Ausnutzung von Grafikprozessoren, die Echtzeitprozessüberwachung und die Optimierung der Arbeitsabläufe. ↑
Mitausstellendes Unternehmen: