Parameter Estimation and Simulation of Driving Datasets

Master Thesis: Parameter Estimation and Simulation of Driving Datasets

Datasets play a key role in the development of ADS systems (Autonomous Driving Systems). The more diverse and large the datasets are, the better can one train and validate ADS systems. The datasets are collected mostly via real-world drives, e.g. the KITTI dataset [1], where a car equipped with a multitude of sensors drives hundreds of kilometers in diverse environments. Alternatively, simulations can aid in creating physically realistic driving datasets and offset the immense resources required for real-world tests [2]. However, the demand for data by deep learning algorithms often still falls short. The data may lack the desired quantity, the randomness which is difficult to achieve via planned drives or even simulations, and sometimes it is simply too risky to collect data for some dangerous manoeuvers. In fact, experts now estimate tens of billions of kilometers for safe validation of ADS systems [3].

One approach to do this is via scenario variation. One takes a real or synthetic data set, recreates the environment, and generates further variants of the scenarios to achieve the required quantity and quality. Following this approach, Waymo e.g. has accumulated billions of miles through simulations [4]. There are other advantages to “model” datasets, one can create simulation variants that are similarly distributed as real data and therewith conduct realistic studies. E.g. a car simulation may react realistically to driver inputs, but the driver inputs themselves may be sampled from a real dataset, thus making the simulation results relevant to real-life situations.

Car executing an evasive maneuver, simulated in VEROSIM

In this work, various publicly available datasets shall be researched, e.g. KITTI, Waymo Dataset, and a methodology shall be developed to efficiently parameterize and model the distributions of the data. This shall be done in the context of the multi-domain simulation framework VEROSIM, which already provides realistic sensor and vehicle simulations. From thereon, there are multiple possibilities to work with the model, at least one of which should be firmly established in this thesis:

  • Interface the model with the simulation framework so that the simulation may sample parameter values from the dataset, to “mimic” a drive
  • Set up the simulation framework to run variants of a given scenario, their distribution based on a parameter distribution from the dataset
  • Identify accident or critical outcomes in the dataset, such that the simulation may exclusively sample “critical” parameter values (that lead to identified critical outcomes)

The thesis can be carried out in English or German.

[1] Geiger, Andreas, et al. „Vision meets robotics: The kitti dataset.“ The International Journal of Robotics Research 32.11 (2013): 1231-1237.

[2] https://www.linkedin.com/pulse/88-billion-miles-testing-needed-make-autonomous-cars-sovani-ph-d-

[3] Cabon, Yohann, Naila Murray, and Martin Humenberger. „Virtual kitti 2.“ arXiv preprint arXiv:2001.10773 (2020).

[4] https://www.theverge.com/transportation/2018/4/19/17204044/tesla-waymo-self-driving-car-data-simulation

 

Key Words: Driving Datasets, Automotive Simulation, Accident Prediction

Supervisor: Maqbool

Weitere Arbeiten

S3I_LoRa_Icon

Entwicklung und Umsetzung eines Konzepts der Authentifikation und Autorisierung im Ressourcen-beschränkten IoT

Bachelor-/Masterarbeit Mit der stetig zunehmenden Anzahl an die vernetzten Geräte,...
ifc2

Proaktiver Digitaler Zwilling des Walds

Ein proaktiver Digitaler Zwilling des Walds als Dreh- und Angelpunkt.
ifc2

Datenmodellierung von Wald und Holz 4.0-Dingen

Die Modellierung der "Dinge" ist ein wichtiger Aspekt in Wald...
S3I-Logo

Smart system communication between Digital Twins based on GAIA-X

In this thesis, the GAIA-X approach of "federated services" shall...
lbrInsertion

KI-basierte Simulation dynamischer Systeme

Masterarbeit: Realisierung und Bewertung von KI-basierte und KI-gestützten Verfahren zur Simulation...
msedge_SMRi2X6LlV

Entwicklung und Implementierung einer Anbindung für eine visuelle Programmierumgebung an eine 3D Simulation

Simulationen finden immer häufiger Anwendung in industriellen Entwicklungsprozessen. Da hierfür...
Grafik2

Analyse der Schnittstellen zur Integration agentenbasierter Simulation in traditionelle Methoden der Montageplanung

Klein- und mittelständische Unternehmen im produzierenden Gewerbe sind zumeist auf...
Grafik1

Evaluation der Modellierung und Anwendung agentenbasierter Simulation in der Montage

Klein- und mittelständische Unternehmen im produzierenden Gewerbe sind zumeist auf...
v2i

Integrating Network Simulation into a Multi-Domain Simulation Framework

Bachelor-/Masterarbeit: Integrating Network Simulation in a Multi-Domain Simulation Framework The...
v2i

Integration of Wireless Communication Simulation into a 3D Simulation Framework

Master Thesis: Integration of Wireless Communication Simulation in a 3D...
iSAT1_Specification1b

Automatisierte Generierung von Simulationsszenarien auf Basis formaler Modellspezifikationen

Vergleich und Bewertung von Qualitätskennzahlen aus verschiedenen Anwendungsbereichen
ifc2

Methoden zur automatisierten Verifikation und Validierung numerischer Simulationsmodelle

Methoden zur automatisierten Verifikation und Validierung numerischer Simulationsmodelle
ifc2

Vergleich und Bewertung von Qualitätskennzahlen aus verschiedenen Anwendungsbereichen

Vergleich und Bewertung von Qualitätskennzahlen aus verschiedenen Anwendungsbereichen
ifc2

Synchronisation von parallel simulierten Experimentierbaren Digitalen Zwillingen in Virtuellen Testbeds

Entwicklung eines räumlichen Partitionierungsschemas zur parallelen Simulation.
robotsOnTable

Evaluation von diskriminativen und generativen Modellen zur Bewegungsgenerierung in der kooperativen Manipulation

Die kooperative Manipulation verfolgt das Ziel, Robotersysteme dazu zu befähigen...
900px-Astronaut-EVA

Entwicklung eines aktiven Lageregelungssystems für einen 3U CubeSat mit Reaktionsrädern und Magnettorquern

Der finanzielle und technische Aufwand einer kommerziellen oder wissenschaftlichen Raumfahrtmission...
UnfelledTrees_2

Platzierung von Haltepunkten in einem Wegenetz

Automatisch generierte Wegenetze spielen eine wichtige Rolle bei der Simulation...
Schnittvolumen_2

Berechnung und Auflösung von Kontakten zwischen beliebigen Polyedern

Moderne "Game Engines" haben hinsichtlich der eingesetzten Methoden sowie der...
hololens

Simulationsgestützte AR-Applikationen mit der Microsoft HoloLens

Moderne "Game Engines" haben hinsichtlich der eingesetzten Methoden sowie der...

Entwurf und Realisierung eines Datenmanagement Systems für eine spezialgefertigte Anwendung eines bestehenden Simulationssystems.

Entwurf und Realisierung eines Datenmanagement Systems für eine spezialgefertigte Anwendung...
incidentRadiantPowerThumbnail

Simulations-basierte Bestimmung der auf erdnahen Satelliten eingehenden Albedo- und Infrarot-Strahlungsleistung

Simulations-basierte Bestimmung der auf erdnahen Satelliten eingehenden Albedo- und Infrarot-Strahlungsleistung.
U-3-4-Holzerntekostenrechnung-640x480

Game Engines in der Simulationstechnik

Moderne "Game Engines" haben hinsichtlich der eingesetzten Methoden sowie der...

Simulation kommunizierender Systeme

Die Nutzung von Simulationen im Engineering beginnt typischerweise mit der...
W-6-3-DesktopVirtuellesTestbed-640x480

3D-Simulationstechnik in Web-Architekturen

Die Nutzung von Simulationen ist aktuell im Wesentlichen Desktop-Applikationen vorbehalten....
ramdb

In-Memory Datenbankmanagementsysteme in der 3D-Simulation

In-Memory Datenbankmanagementsysteme für die verteilte Verwaltung und Bereitstellung von Modellen...
ifc2

STEP (ISO 10303) als Austauschformat für die 3D-Simulation

Für die 3D-Simulation stellt das STEP-Format ein wichtiges Mittel zum...
FESTO

Soft Robotics Simulation

Modellbildung und Simulation weicher Körper innerhalb einer vohandenen Starrkörper-VR-Simulation
BMW1600Gt

Modellbildung: Reifen

Integration eines geeigneten, erweiterbaren Reifenmodells in ein bestehendes Mehrkörpersimulations-Frameworks zur...

Objektrelationales Mapping in der 3D-Simulation

Nutzung von Techniken zur Abbildung von objekt-orientierten Strukturen auf relationale...