Automatisches Erkennen und Verfolgen von Personen in Videos

Michael Breitenstein et al., Dissertation, ETH Zürich
Gewinner 2009

Abstract
In den letzten Jahren haben sich die Methoden zur Objekterkennung („Detektion") in Videos stark verbessert, sodass sie für das Verfolgen („Tracking") von Objekten eingesetzt werden können. Da trotzdem ein gewisser Teil des Output Fehl-Detektionen sind, und ausserdem nicht in jedem Bild jedes Objekt gefunden wird, ist die Zuweisung von Detektionen zu möglichen Tracking-Zielen nicht einfach.

Welchen Laufweg wählte Fussballspieler Barnetta, der zum entscheidenden Tor geführt hat? Kann ein Unfall verhindert werden, indem gefährliche Spurwechsel im Gotthard-Tunnel automatisch erkannt werden? Wie kann ein Auto selbstständig durch ein Wohngebiet fahren und Gefahren durch Kinder am Strassenrand erkennen? Unsere innovative Kerntechnologie im Bereich der Mustererkennung in Bilddaten ermöglicht es, solche Probleme automatisch zu lösen. Die Methode erkennt und verfolgt automatisch eine variable Anzahl von dynamischen Objekten (z.B. Personen) in Videos.

Innovativer Ansatz
Die entwickelte Methode basiert darauf, einen Objekt Detektor und Partikel Filter probabilistisch zu verbinden. Diese innovative Kombination basiert auf dem sorgfältigen Zusammenspiel zwischen Objekt Detektoren (zur Erkennung eines Objektes), Klassifikatoren (zum Auseinanderhalten der verschiedenen, verfolgten Objekte), und Tracking-Komponenten (um gleichzeitig mehrere Hypothesen aufrechterhalten zu können).
Die Lösung der entstehenden Teilprobleme basiert auf folgenden, innovativen Kernelementen, die entscheidend zur Robustheit unserer Methode gegenüber herkömmlichen Verfahren betragen

Effect of oscillator instability on GNSS signal integration time

Pascal Gaggero, Masterarbeit, Universität Neuchâtel / University of Calgary
Trostpreis 2009

Oscillators are indispensable hardware components of many RF circuits and wireless systems. In the last few decades the growing demand of precise oscillators has motivated the development of new techniques allowing more stable and more accurate devices requiring less and less power and with reduced size. Moreover, as the oscillator precision increases the need of reliable techniques for assessing their performance has become more and more stringent.

Abstract
Le signal de haute qualité diffusé mondialement et gratuitement par le système de positionnement par satellite GPS peut être utilisé comme référence pour la mesure de la qualité d'oscillateurs sur terre sans devoir acquérir de coûteux systèmes. De plus, en utilisant un récepteur GPS ad hoc et un oscillateur ultra-stable, on a pu pousser le système GPS à ses limites physiques, ce qui permet de mesurer des positions à l'intérieur des bâtiments.

Approche innovatrice
L'innovation vient de l'utilisation d'oscillateurs ultra-stables et de la méthode d'acquisition des données qui permet d'obtenir une position à l'intérieur d'un bâtiment sous condition de forte atténuation du signal (-45dB). Ce type d'applications ouvrira de nouvelles possibilités dans le domaine de l'aide à la navigation des piétons, par exemple, et bien d'autres développements encore.

EcoHelper für umweltfreundliche Fahrweise

Michael Wagner und Stefan Hauser, Angewandte Forschungsarbeit, HSR Rapperswil
Trostpreis 2009

Abstract
Am Autorennen Ralley21 wurde mit Hilfe spezieller Elektronik aufgezeigt, dass der Benzinverbrauch auf derselben Strecke je nach Fahrer um bis zu 30% variiert. Beachtet man wenige Grundsätze, lässt sich der Verbrauch wesentlich reduzieren. EcoHelper hilft bei der Umsetzung dieser Grundsätze ohne den Einbau spezieller Elektronik zu erfordern.

Innovativer Ansatz
Dank Nutzung des seit 2001 in Autos mit Benzinmotor standardmässig eingebauten Onboard Diagnose Bus (OBD2) kann EcoHelper ohne Zusatzelektronik Fahrdaten (z.B. Motordrehzahl, Gaspedalstellung, Benzinverbrauch) erfassen. Diese Daten gelangen via Bluetooth zu einem Standard Mobiltelefon. Dort werden sie mit Positionsdaten des integrierten GPS Empfängers und mit Videobildern der integrierten Kamera ergänzt und auf eine Web-Plattform übertragen. Die Online-Erfassung solch umfangreicher Fahrinformationen bietet bisher nicht denkbare Möglichkeiten: Anhand der Fahrdaten und Videoaufzeichnungen kann man lernen, wie sich die Fahrweise optimieren lässt. Versicherungen können aufgrund der zurückgelegten Distanzen und Fahrprofile Risikoabschätzungen vornehmen. Schliesslich lassen sich die Daten auch fürs Flottenmanagement nutzen.

Elektronische Schaltung zur Überwachung von Flugzeugtragflächen

Mischa Inauen und Lukas Teichler, Bachelorarbeit, NTB Buchs
Trostpreis 2009

Abstract
Bei der Entwicklung von leichten Strukturen für verschiedene Anwendungen werden verschiedene Ansätze verfolgt. Eine Möglichkeit ist die Überwachung von Strukturen auf mögliche Schädigungen, das so genannte Structural Health Monitoring (SHM). In dieser Arbeit wurden Piezoelektrische Elemente zur Strukturüberwachung verwendet.

Innovativer Ansatz
Mit Hilfe dieser elektronischen Schaltung können die Forschungen an leichten Strukturen weiter vorangetrieben werden. Aktuelles Beispiel sind Messungen an Rotorblättern von Windkraftanlagen, welche unter Anderem von der drahtlosen Energieübertragung Gebrauch machen. Die Bachelorarbeit wird in der Abteilung Mechanical Systems Engineering bei der Empa in Dübendorf eingesetzt. Das System und die Messmethode sind beliebig ausbau- und änderbar. Somit kann es optimal für die Forschung eingesetzt werden. Die Ergebnisse dieser Forschungsarbeiten dienen als Grundlage für die Verwendbarkeit der Messmethode im Bereich SHM. Anschliessend kann mit den Ergebnissen die Schaltung verkleinert und kostenoptimiert werden, bevor es als Konsumerprodukt in der Luftindustrie eingesetzt werden kann.