elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Barrierefreiheit | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Detection of Unknown Substances in Operation Environments Using Multispectral Imagery and Autoencoders

Schütt, Peer und Grzesiak, Jonas und Geiß, Christoph und Hecking, Tobias (2025) Detection of Unknown Substances in Operation Environments Using Multispectral Imagery and Autoencoders. In: 28th European Conference on Artificial Intelligence, ECAI 2025, 413, Seiten 5192-5199. IOS Press Ebooks. 28th European Conference on Artificial Intelligence (ECAI 2025), 2025-10-27 - 2025-10-30, Bologna, Italy. doi: 10.3233/FAIA251453. ISBN 978-303206610-7. ISSN 2367-3370.

[img] PDF
2MB

Offizielle URL: https://ebooks.iospress.nl/doi/10.3233/FAIA251453

Kurzfassung

Autonomous vehicles and robotic systems are increasingly used to perform operations in environments that bear potential risks to humans (e.g. areas affected by natural disasters, warfare, or planetary exploration). One source of danger is the contamination with hazardous substances. In order to improve situational awareness and planning, such substances must be detected using the sensors of the autonomous system. However, training a supervised machine learning model to detect different substances requires a labelled dataset with all potential substances to be known in advance, which is often impracticable. A possible solution for this is to pose an anomaly detection problem where an unsupervised algorithm detects suspicious substances that differ from the normal operation environment. In this paper we propose SpectrAE, a convolutional autoencoder-based system that processes multispectral imaging data (covering visible to near-infrared ranges) to identify surface anomalies on roads. Unlike traditional detection methods such as gas chromatography and physical sampling that risk contamination and cause operational delays, or laser-based remote sensing techniques that require pre-localisation of potential hot spots, our approach offers near real-time detection capabilities without prior knowledge of specific hazardous substances. The system is trained exclusively on normal road conditions and identifies potential hazards through localised reconstruction loss patterns, generating Areas of Interest for further investigation. Our contributions include a robust end-to-end detection pipeline, comprehensive evaluation of system performance, and a roadmap for future development in this emerging intersection of autonomous systems and crisis response technologies.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/218196/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Detection of Unknown Substances in Operation Environments Using Multispectral Imagery and Autoencoders
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Schütt, Peerpeer.schuett (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6513-5235NICHT SPEZIFIZIERT
Grzesiak, JonasJonas.Grzesiak (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9690-0780196587097
Geiß, Christophchristoph.geiss (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-6518-0012NICHT SPEZIFIZIERT
Hecking, TobiasTobias.Hecking (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0833-7989196587098
Datum:Oktober 2025
Erschienen in:28th European Conference on Artificial Intelligence, ECAI 2025
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
Band:413
DOI:10.3233/FAIA251453
Seitenbereich:Seiten 5192-5199
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Lynce, InêsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Murano, NelloNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Vallati, MauroNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Villata, SerenaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Chesani, FedericoNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Milano, MichelaUniversity of BolognaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Omicini, AndreaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dastani, MehdiNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:IOS Press Ebooks
Name der Reihe:Frontiers in Artificial Intelligence and Applications
ISSN:2367-3370
ISBN:978-303206610-7
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Computer Science, Machine Learning, Anomaly Detection, Multispectral Images, Computer Vision, Autoencoder, Hazardous Substances, musero
Veranstaltungstitel:28th European Conference on Artificial Intelligence (ECAI 2025)
Veranstaltungsort:Bologna, Italy
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:27 Oktober 2025
Veranstaltungsende:30 Oktober 2025
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Projekt MUltiSEnsor-ROboter für die Erkundung in Krisenszenarien [SY], R - Synergieprojekt MUltiSEnsor-ROboter für die Erkundung in Krisenszenarien [SY]
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Softwaretechnologie > Intelligente und verteilte Systeme
Institut für Technische Physik > Atmosphärische Propagation und Wirkung
Institut für Softwaretechnologie
Institut für Technische Physik
Hinterlegt von: Schütt, Peer
Hinterlegt am:11 Nov 2025 08:39
Letzte Änderung:17 Nov 2025 12:24

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
OpenAIRE Validator logo electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.