Gesichtserkennung - Herausforderung für Mensch und Maschine, Prof. Dr. Thomas Vetter, Universität Basel
Für Menschen ist das Gesicht eine natürliche Informationsquelle zur zwischenmenschlichen Kommunikation, sei es, dass wir anhand des Gesichts erkennen, wer uns gegenüber steht, oder, dass wir die Mimik nutzen, um sprachliche Aussagen unseres Gegenübers zu bewerten oder zu ergänzen. Wird derzeit die Kommunikation zwischen Mensch und Maschine von Tastatur und Textzeile dominiert, so sollten diese in Zukunft durch dem Menschen vertrautere Kommunikationsformen ergänzt werden. Ein Schlüssel zu dieser Technologie liegt in der Fähigkeit, Bilder von Gesichtern automatisch zu analysieren und zu synthetisieren. Unsere Forschung beschäfigt sich mit dem visuellen Aspekt einer solchen Schnittstelle. Wie lassen sich Gesichter und ihre Mimik analysieren und wie koennen realistische animierte Gesichtern erzeugt werden? Unsere Methodik besteht einerseits aus einem allgemeinen, flexiblen Gesichtsmodell, das automatisch aus verschiedenen Beispielgesichtern erlernt wird, und andererseits aus einem Algorithmus, der es ermöglicht, dieses Modell an neue Gesichtsbilder anzupassen. In einem "Analyse durch Synthese"-Prozess werden die Bilder durch das Modell rekonstruiert. Mit Hilfe der zur Anpassung benötigten Modellparameter kann dann die Bildvorlage beschrieben und kodiert werden. Das Gesichtsmodells erlaubt nicht nur die Analyse von Gesichtern und ihrer Mimik sondern ermöglicht auch die Veränderung realer Bilder zur Manipulation ihrer Wirkung auf menschliche Betrachter.

Verfahren zur schnellen und robusten Gesichts- und Objekterkennung, Dr. Christian Küblbeck, Fraunhofer IIS Erlangen
Bei der automatischen Auswertung von Bildern und Bildsequenzen spielt die automatische Erkennung von bestimmten Objekten eine wichtige Rolle. Insbesondere die Robustheit und die Geschwindigkeit der Verfahren sind eine wesentliche Voraussetzung dafür, dass die in der Praxis auch eingesetzt werden können. Das Anwendungsspektrum ist breit gefächert; insbesondere die Erkennung von Gesichtern spielt hierbei eine große Rolle. Diese findet vor allem in vielen Bereichen der Mensch-Maschine-Interaktion eine große Rolle. Im Rahmen des Vortrags wird ein Verfahren vorgestellt, das sich zur Detektion von typischen Strukturen, wie beispielsweise Gesichtern, aber auch anderer Objekte hervorragend eignet. Auch die Unterscheidung des Geschlechts oder von Gefühlszuständen ist anhand der aufgenommenen Gesichter möglich. Neben einem Einblick in die Technologie und einem Blick auf die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten steht eine Live-Demonstration der Software im Vordergrund.

Basisprinzipien des Testens bei der Software, Hans Schäfer, Software Test Consulting, Norwegen
Um effektiv zu testen, muss man einige Basisprinzipien im Auge behalten. Diese sind:

• Die beste Weise, Anforderungen uns Spezifikationen zu kontrollieren ist es, Testfälle zu konstruieren und zu diskutieren. Also sollte die Testarbeit beginnen, wenn das Projekt beginnt.
• Man kann nie alles testen, denn die Anzahl der Kombinationen ist zu gross. Man sollte jedoch jede Sache einzeln testen, und dazu die wichtigsten Kombinationen. Risikobasiertes Testen prioritiert die wichtigen Dinge.
• Wenn man etwas grafisch ausdrücken kann, kann man jeden Kasten und jede Verbindung testen. Damit ist alles mindestens einmal abgedeckt.
• Fehler werden immer teurer, je später man sie findet und korrigiert. Testarbeit sollte deshalb früh stattfinden. Auch als Reviews.
• Fehler sind sozial. Sie treten dort vermehrt auf, wo man schon welche gefunden hat. So kann man das Testen besser steuern.
• Fehlerbehebung kann Nebenwirkungen haben. Deshalb sollte man auch testen, was schon vorher funktionierte. Nur findet man dabei im Laufe der Zeit immer weniger Fehler. Auf die Dauer muss man deshalb den Test variieren.
• Am Ende hat auch die persönliche Einstellung des Testers viel zu sagen: Man muss aktiv nach Fehlern suchen und sie finden wollen. Die destruktive Denkweise ist wichtig! Testen bedeutet, zu versuchen, die Illusion zu vertreiben, dass das Produkt fehlerfrei sei.

Systemdesign mit SysML - SW-Design mit ausgewählten UML-Elementen, Ottmar Bender, Ulm
Ausgehend von den Anforderungen an ein System wird im Systemdesign eine Lösung der Systemaufgabe mit den gegebenen Randbedingungen konstruiert. Auf dieser Ebene wird das System in Subsysteme und diese weiter in HW- und SW-Einheiten zerlegt. Für diese Tätigkeit wird gezeigt, wie durch den Einsatz von SysML die Artefakte des Systemdesigns übersichtlich und vollständig dargestellt werden können. Zur Weiterbearbeitung der daraus entstandenen SW-Aufgabe sind nun die SW-spezifischeren Modellierungselemente aus UML notwendig, um die SW-Architektur und das SW-Feindesign zu beschreiben. Ergänzend werden Randbedingungen einer Designspezifikation zur Code-Generierung dargestellt. Schließlich wird ersichtlich, wie der nahtlose Übergang von Systemdesign mit SysML zum SW-Design mit UML ohne Brüche entsteht.

What makes a Real Time Operating System beneficial for Embedded Safety Systems, Rainer Faller, exida.com GmbH
The work explores the services of Real Time Operating System (RTOS) in the context of functional safety standards such as IEC 61508, CD ISO 26262 and EN 50128. It concentrates on the safety properties of the kernel services: process management, task scheduling, synchronization, memory management and message system. Functional safety of the communication services is addressed by CDV IEC 61784-3.
At present, different RTOS have demonstrated that their development met IEC 61508 design and verification and validation requirements. This is an important prerequisite but the usefulness for safety applications depends on the safety functionality of the RTOS services. The paper will discuss which safety services make a RTOS beneficial for the ECU safety designers (Electronic Control Unit). We also elaborate on what to do if much-needed safety services are not provided. This will lead to the concept of safety layers which may allow the use of standard RTOS in safety applications.

Einsatz der UML in den Phasen des V-Models, Andreas Willert, Willert Software Tools GmbH
Die UML eignet sich hervorragend für Design und Implementation von Embedded Software. Durch den Einsatz der UML wird die Verstehbarkeit von Software wesentlich verbessert. Wird dazu noch ein OO-Architekturansatz implementiert, erhöhen sich auch Robustheit, Qualität und damit Portierbarkeit, Wiederverwendbarkeit und die Voraussetzungen für Teamarbeit wesentlich. In diesem Vortrag wird erläutert, wie ein OO-Architektur-Design und die UML zur Entwicklung von Embedded Systemen eingesetzt werden kann und worauf dabei zu achten ist. Außerdem wird gezeigt, wie, beginnend beim Requirements Engineering, Szenarien eigesetzt werden, die dann durchgängig durch alle Phasen des V-Models verwendet werden, bis hin zur Verwendung in Regression-Tests, d.h. in automatisierten Testabläufen.

Erfahrungen mit toolgestützter Codegenerierung aus UML für Eingebettete Systeme, Dieter Waldhauser, Endress+Hauser Wetzer
Die Software in Messgeräten wird, bedingt durch die steigende Funktionalität, zunehmend komplexer. Um die Wartbarkeit der Gerätesoftware über den gesamten Lebenszyklus zu ermöglichen, wird dokumentierte und wartbare Softwarearchitektur immer wichtiger. UML ist eine verbreitete Modellierungssprache zur Erstellung und Dokumentation der SW-Architektur. Vor allem durch die Generierung von Sourcecode aus dem Modell ist UML ein zentrales Hilfsmittel in der SW-Entwicklung auch in eingebetteten Systemen. Im Vortrag werden die Projekte und Geräte vorgestellt, bei denen die Codegenierung aus UML eingesetzt wurde. Die Erfahrungen aus den Projekten werden aufgezeigt.

Von den Metriken zu den Messinfrastrukturen - effiziente Software-Messprozesse im IT-Bereich, Prof. Dr.-Ing. Reiner Dumke, Universität Magdeburg
Das Gebiet der Software-Metriken hat sich im vergangenen Jahrzehnt von der spezifischen Entwicklung und Anwendung einzelner Metriken bzw.~Kennzahlen hin zu einer komplexen integrierten Qualitätsbewertung und sicherung entwickelt. Dennoch sind hierbei noch viele Probleme offen oder noch unzureichend praktikabel. Der Vortrag beschreibt ausgehend von theoretischen Grundlagen die aktuelle Landschaft von Methoden, Technologien und Standards wie sie sich für eine metrikenbezogene Analyse, Bewertung und Kontrolle der Software-Entwicklung und Wartung darstellt. Anhand konketer Beispiele, wie die Bewertung objektorientierter Software oder die Funktionsumfangsbestimmung für die Aufwandsschätzung, wird die Anwendungsproblematik erläutert und in ihrem IT-Kontext diskutiert.

Fahrerassistenz-Systeme: Anforderungen an die System- und Software-Entwicklung, Prof. Dr. Thomas Kropf, Robert Bosch GmbH
Fahrerassistenz-Systeme sind keine Forschungsvision mehr: Funktionen wie Nachtsicht, Spurverlassenswarnung, semiautonomes Einparken, aber auch Sicherheitsfunktionen wie eine Vorbefüllung der Bremsanlage in kritischen Situationen oder ein Bremsruck zur Fahrerwarnung kann man in immer mehr Fahrzeugen bereits als Sonderausstattung bestellen. Künftig wird auch eine automatische Notbremse einen wichtigen Beitrag zur Reduktion der Unfalltoten im Straßenverkehr leisten können. Da solche Systeme teilweise aktiv in die Fahrzeugführung eingreifen, müssen solche Systeme erhöhten Sicherheitsanforderungen gerecht werden. Der Vortrag beginnt mit einer Übersicht über die aktuell und künftig verfügbaren Fahrerassistenz-Systeme. Anschließend werden einige Aspekte des System- und Software-Entwurfs dieser eingebetteten Systeme vorgestellt. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf den verschiedenen Validierungsmethoden, die gerade bei sicherheitsrelevanten Systemen zum Einsatz kommen.

Kognitive Automobile, Prof. Dr.-Ing. Christoph Stiller, Universität Karlsruhe (TH)
Kognition beinhaltet Wahrnehmung, Denken und Erkenntnis und eröffnet Automobilen damit völlig neuartige Fähigkeiten. Kognitive Automobile sind in der Lage, sich selbst und ihre Umgebung wahrzunehmen, sowie Wissen selbständig anzusammeln und zu strukturieren. Video- und Lidarsensoren bilden die Grundlage zur Erfassung des Fahrzeugumfelds. Durch Signalverarbeitungsverfahren werden daraus für die Fahrzeugführung relevante Informationen wie die Fahrbahngeometrie und die Position und Geschwindigkeit von Objekten abgeleitet. Durch Informationsfusion und ggf. die Abstimmung der Wahrnehmung mit anderen Verkehrsteilnehmern entsteht schließlich ein Lagebild, welches das Wissen über die Fahrumgebung repräsentiert. Diese Wissensstruktur wird geometrisches und begriffliches Wissen miteinander verbinden und insofern der menschlichen Kognition ähnlich sein. Aufgrund ihres Wissens über ihre Umgebung werden Kognitive Automobile durch maschinelle Inferenz sowohl zu individuellem als auch zu kooperativem Handeln fähig sein. Sie werden in wenigen Jahren fähig sein, selbst in komplexen Verkehrssituationen in Echtzeit sinnvolle Verhaltensentscheidungen zu treffen, indem sie auf eine realistische Vorstellung von sich selbst und der Umgebung sowie auf einen ständig sich erweiternden Wissenshintergrund zurückgreifen. Der Vortrag gibt einen Überblick über die aktuellen Fähigkeiten Autonomer Fahrzeuge und zeigt eine mögliche Entwicklung auf, um die Vision des unfallfreien Automobils zu verwirklichen.

TEAM-LUX's Ansatz für die DARPA Urban Challenge - Ein ultrakompaktes, Laserscanner-basiertes System, Holger Salow, Ibeo Automobile Sensor GmbH
Ibeo, eine Tochter der SICK AG, entschied sich, an dem wohl spektakulärsten und zugleich herausfordernsten Rennen autonomer Fahrzeuge teilzunehmen - der DARPA URBAN CHALLENGE. Erstmalig sollten sich Fahrzeuge selbständig, regelkonform und vor allem sicher im Stadtverkehr bewegen. Motiviert von der Leistungsfähigkeit vom damals jüngsten Prototypen, heute bereits Produkt in Kleinserie, dem Ibeo-LUX, einem Full-Range-Laserscanner für den automotiven Markt, nahm ein Team bestehend aus 4 Ingenieuren und einem brandneuen Auto die gewaltige Herausforderung an. Der Herausforderungen und dem engen Zeitplan von nur 1 Jahr nicht genug, hat sich das Team-LUX 3 zusätzliche Ziele gesteckt. Neben den Ibeo-Laserscannern sollte keine andere Sensortechnologie wie Radar, Video, PMD, Ultraschall o.ä. verwendet werden. Das Gesamtsystem soll mit einer Rechenleistung von 2 mit nur 1.1 GHz getakteten und passiv gekühlten ECU's auskommen. Weder das innere noch das äußere Aussehen des Autos sollte durch die Erweiterung seiner Fähigkeiten verändert werden. Selbstverständlich sollte es vom TÜV für den Straßenverkehr zugelassen und jederzeit normal fahrbar bleiben. Ibeo sieht sich in erster Linie als Sensorhersteller, verfügt aber auch über starkes Know-How bei der Entwicklung von Fahrerassistenzsystemen. Ich persönlich sehe das autonome Fahren als Summe aller Fahrerassistenzsysteme. Nach und nach werden die Autos uns dort unterstützen, wo wir es möchten, um komfortabel zu reisen, und dort wo wir es brauchen, um sicher ans Ziel zu kommen. Mein Vortrag gewährt einen Einblick in die Arbeit des Team-LUX. Gestreift werden Themen wie Soft- und Hardwarearchitektur, Aufbau des "Rennautos", Performanceoptimierung einer Onlinemap uvm.