Edmund Førland Brekke

Om

Forskningsinteresser:

Min forskning omhandler primært målfølging, navigasjon og SLAM. Jeg er spesielt interessert i det teoretiske grunnlaget for målfølging av flere mål ("multitarget tracking"), i relasjoner mellom målfølging og navigasjon/SLAM, og i applikasjoner av disse forskningsområdene innen kollisjonsunngåelse for førerløse fartøy. Jeg er prosjektleder for Autosit-prosjektet (www.ntnu.edu/autosit) og Autosight-prosjektet (www.ntnu.edu/autosight) og arbeidspakkeleder i SFI Autoship (www.ntnu.edu/sfi-autoship/). Noen anvendelser av denne forskningen inkluderer autonome ferger (www.ntnu.edu/autoferry) og autonome elvelektere (etn-autobarge.eu/). Sammen med andre forskere innen marin overflateautonomi var jeg med på å stifte selskapet Zeabuz.

Bakgrunn:

Førsteamanuensis ved Institutt for teknisk kybernetikk (NTNU) siden 2014. Professor fra og med 2024. Stillingen var inntil april 2019 finansiert av DNV GL som et gaveprofessorat.
Postdoc ved Acoustic Research Lab (NUS) 2010-2014.
Ph.D. i teknisk kybernetikk (NTNU) 2010. Avhandlingens tittel: "Clutter Mitigation for Target Tracking". Veiledere: Oddvar Hallinstad og John Glattetre.
M.Sc. in industriell matematikk (NTNU) 2005. Avhandlingens tittel: "Bayesian Inversion of Time Lapse Seismic Data using a Blocky Model". Veiledere: Håkon Tjelmeland, Jo Eidsvik og Youness El Ouair.

Undervisning:

TTK4250 Sensorfusjon (høst 2019 - )

TTK4225 Systemteori grunnkurs (høst 2014-2018)

TK8102 Ulineær tilstandsestimering (vår 2016, 2018, 2020, 2024)

Veiledning:

Doktorgradsstudenter:

Lukas Herrmann - Ship-shore radar tracking system (medveileder)
Nicholas Dalhaug - Near-shore stereo extended object tracking
Trym Anthonsen Nygård - Stereo localization (medveileder)
Martin Baerveldt - Unifying Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) and Extended Object Tracking (EOT) for autonomous vessels in confined waterways
Daniel Menges - Digital twin for autonomous ships (medveileder)
Henrik Flemmen - Lokalisering for autonome skip uten GNSS
Emil Martens - Multisensor deteksjon for autonome skip (integrert PhD, medveileder)
Kjetil Vasstein - Digital tvilling
Ernesto Lopez - Pose estimation and extended object tracking for situational awareness in autonomous maritime vessels (medveileder)
Audun Gullikstad Hem - Maritime Target Tracking With Exteroceptive Sensors and Target-Provided Information. Disputerte i juni 2024.
Trym Tengesdal - Risk-based Traffic Rules Compliant Collision Avoidance for Autonomous Ships (medveileder). Disputerte i september 2022.
Øystein Kaarstad Helgesen - Multi-Sensor Tracking for Autonomous Surface Vehicles. Disputerte i mai 2023.
Lars-Christian Tokle - Sensor fusion for autonomous ferry
Georgios Kavallieratos - Security of the Cyber-enabled ship (medveileder). Disputerte i Juni 2021.
Simen Haugo - Visual SLAM (medveileder)
Inger B. Hagen - Topics on Marine Collision Avoidance. Disputerte i november 2022.
Marco Leonardi - Designing and Improving Techniques for Underwater Visual SLAM and Obstacle Avoidance (medveileder). Disputerte i mai 2023.
Elias Bjørne - Globally stable SLAM using nonlinear observers (medveileder). Disputerte i Desember 2019.
Erik F. Wilthil - Maritime target tracking with varying sensor performance. Disputerte i oktober 2019.
Bjørn-Olav H. Eriksen - Motion Control and Collision Avoidance for Autonomous Surface Vehicles (medveileder). Disputerte i August 2019.
Albert Sans Muntadas - Path-Planning, Guidance and Navigation tools for Docking of Underactuated AUVs (medveileder). Disputerte i juni 2018.

Mastergradsstudenter:

Se http://folk.ntnu.no/edmundfo/autoseastudents/autoseastudents.html for en liste over studenter som er involvert i forskning på autonome skip.

Se https://autosit.github.io/ og http://autoferry.github.io for forslag til prosjekt- og masteroppgaver.

Publikasjoner

2022

Helgesen, Øystein Kaarstad; Vasstein, Kjetil; Brekke, Edmund Førland; Stahl, Annette. (2022) Heterogeneous multi-sensor tracking for an autonomous surface vehicle in a littoral environment. Ocean Engineering
Vitenskapelig artikkel
Rothmund, Sverre Velten; Tengesdal, Trym; Brekke, Edmund Førland; Johansen, Tor Arne. (2022) Intention modeling and inference for autonomous collision avoidance at sea. Ocean Engineering
Vitenskapelig artikkel

2021

Brekke, Edmund Førland; Hem, Audun Gullikstad; Tokle, Lars-Christian Ness. (2021) Multitarget Tracking with Multiple Models and Visibility: Derivation and Verification on Maritime Radar Data. IEEE Journal of Oceanic Engineering
Vitenskapelig artikkel
Tengesdal, Trym; Brekke, Edmund Førland; Johansen, Tor Arne. (2021) On Collision Risk Assessment for Autonomous Ships Using Scenario-Based MPC. IFAC-PapersOnLine
Vitenskapelig artikkel
Helgesen, Øystein Kaarstad; Brekke, Edmund Førland; Stahl, Annette; Engelhardtsen, Øystein. (2021) Low Altitude Georeferencing for Imaging Sensors in Maritime Tracking. IFAC-PapersOnLine
Vitenskapelig artikkel
Hagen, Inger Berge; Brekke, Edmund Førland. (2021) Kayak Tracking using a Direct Lidar Model. IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)
Vitenskapelig Kapittel/Artikkel/Konferanseartikkel

2020

Skjellaug, Even; Brekke, Edmund Førland; Stahl, Annette. (2020) Feature-Based Laser Odometry for Autonomous Surface Vehicles utilizing the Point Cloud Library. IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)
Vitenskapelig Kapittel/Artikkel/Konferanseartikkel
Bjørne, Elias ; Brekke, Edmund Førland; Bryne, Torleiv Håland; Delaune, Jeff; Johansen, Tor Arne. (2020) Globally Stable Velocity Estimation Using Normalized Velocity Measurement. The International Journal of Robotics Research
Vitenskapelig artikkel

2019

Wilthil, Erik Falmår; Bar-Shalom, Yaakov; Willett, Peter; Brekke, Edmund Førland. (2019) Estimation of Target Detectability for Maritime Target Tracking in the PDA Framework. IEEE conference proceedings
Vitenskapelig Kapittel/Artikkel/Konferanseartikkel
Kufoalor, D. Kwame Minde; Wilthil, Erik Falmår; Hagen, Inger Berge; Brekke, Edmund Førland; Johansen, Tor Arne. (2019) Autonomous COLREGs-Compliant Decision Making using Maritime Radar Tracking and Model Predictive Control. IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)
Vitenskapelig Kapittel/Artikkel/Konferanseartikkel
Kufoalor, D. Kwame Minde; Johansen, Tor Arne; Brekke, Edmund Førland; Hepsø, Arild; Trnka, Kenan. (2019) Autonomous maritime collision avoidance: Field verification of autonomous surface vehicle behavior in challenging scenarios. Journal of Field Robotics (JFR)
Vitenskapelig artikkel
Eriksen, Bjørn-Olav Holtung; Breivik, Morten; Wilthil, Erik Falmår; Flåten, Andreas Lindahl; Brekke, Edmund Førland. (2019) The branching-course model predictive control algorithm for maritime collision avoidance. Journal of Field Robotics (JFR)
Vitenskapelig artikkel

2018

Dalsnes, Bjørnar Ryen; Hexeberg, Simen; Flåten, Andreas Lindahl; Eriksen, Bjørn-Olav Holtung; Brekke, Edmund Førland. (2018) The Neighbor Course Distribution Method with Gaussian Mixture Models for AIS-based Vessel Trajectory Prediction. IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)
Vitenskapelig Kapittel/Artikkel/Konferanseartikkel
Wilthil, Erik Falmår; Brekke, Edmund Førland; Asplin, Oskar Buset. (2018) Track Initiation for Maritime Radar Tracking with and without Prior Information. IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)
Vitenskapelig Kapittel/Artikkel/Konferanseartikkel
Eriksen, Bjørn-Olav Holtung; Wilthil, Erik Falmår; Flåten, Andreas Lindahl; Brekke, Edmund Førland; Breivik, Morten. (2018) Radar-based Maritime Collision Avoidance using Dynamic Window. IEEE Aerospace Conference. Proceedings
Vitenskapelig artikkel

2017

Flåten, Andreas Lindahl; Brekke, Edmund Førland. (2017) Rao-blackwellized particle filter for turn rate estimation. IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)
Vitenskapelig Kapittel/Artikkel/Konferanseartikkel
Hexeberg, Simen; Flåten, Andreas Lindahl; Eriksen, Bjørn-Olav Holtung; Brekke, Edmund Førland. (2017) AIS-based vessel trajectory prediction. IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)
Vitenskapelig Kapittel/Artikkel/Konferanseartikkel
Brekke, Edmund Førland; Chitre, Mandar. (2017) The multiple hypothesis tracker derived from finite set statistics. IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)
Vitenskapelig Kapittel/Artikkel/Konferanseartikkel
Wilthil, Erik Falmår; Flåten, Andreas Lindahl; Brekke, Edmund Førland. (2017) A Target Tracking System for ASV Collision Avoidance Based on the PDAF. Springer
Vitenskapelig Kapittel/Artikkel/Konferanseartikkel

2014

Brekke, Edmund Førland; Chitre, Mandar. (2014) A multi-hypothesis solution to data association for the two-frame SLAM problem. The International Journal of Robotics Research
Vitenskapelig artikkel
Brekke, Edmund Førland; Kalyan, Bharath; Chitre, Mandar. (2014) A novel formulation of the Bayes recursion for single-cluster filtering. IEEE conference proceedings
Vitenskapelig Kapittel/Artikkel/Konferanseartikkel

2012

Brekke, Edmund Førland; Hallingstad, Oddvar; Glattetre, John. (2012) Improved Target Tracking in the Presence of Wakes. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems
Vitenskapelig artikkel

2011

Brekke, Edmund Førland; Hallingstad, Oddvar; Glattetre, John. (2011) The Modified Riccati Equation for Amplitude-Aided Target Tracking in Heavy-Tailed Clutter. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems
Vitenskapelig artikkel

2010

Brekke, Edmund Førland; Hallingstad, Oddvar; Glattetre, John. (2010) Tracking Small Targets in Heavy-Tailed Clutter Using Amplitude Information. IEEE Journal of Oceanic Engineering
Vitenskapelig artikkel

Tidsskriftspublikasjoner

Helgesen, Øystein Kaarstad; Vasstein, Kjetil; Brekke, Edmund Førland; Stahl, Annette. (2022) Heterogeneous multi-sensor tracking for an autonomous surface vehicle in a littoral environment. Ocean Engineering
Vitenskapelig artikkel
Rothmund, Sverre Velten; Tengesdal, Trym; Brekke, Edmund Førland; Johansen, Tor Arne. (2022) Intention modeling and inference for autonomous collision avoidance at sea. Ocean Engineering
Vitenskapelig artikkel
Brekke, Edmund Førland; Hem, Audun Gullikstad; Tokle, Lars-Christian Ness. (2021) Multitarget Tracking with Multiple Models and Visibility: Derivation and Verification on Maritime Radar Data. IEEE Journal of Oceanic Engineering
Vitenskapelig artikkel
Tengesdal, Trym; Brekke, Edmund Førland; Johansen, Tor Arne. (2021) On Collision Risk Assessment for Autonomous Ships Using Scenario-Based MPC. IFAC-PapersOnLine
Vitenskapelig artikkel
Helgesen, Øystein Kaarstad; Brekke, Edmund Førland; Stahl, Annette; Engelhardtsen, Øystein. (2021) Low Altitude Georeferencing for Imaging Sensors in Maritime Tracking. IFAC-PapersOnLine
Vitenskapelig artikkel
Bjørne, Elias ; Brekke, Edmund Førland; Bryne, Torleiv Håland; Delaune, Jeff; Johansen, Tor Arne. (2020) Globally Stable Velocity Estimation Using Normalized Velocity Measurement. The International Journal of Robotics Research
Vitenskapelig artikkel
Kufoalor, D. Kwame Minde; Johansen, Tor Arne; Brekke, Edmund Førland; Hepsø, Arild; Trnka, Kenan. (2019) Autonomous maritime collision avoidance: Field verification of autonomous surface vehicle behavior in challenging scenarios. Journal of Field Robotics (JFR)
Vitenskapelig artikkel
Eriksen, Bjørn-Olav Holtung; Breivik, Morten; Wilthil, Erik Falmår; Flåten, Andreas Lindahl; Brekke, Edmund Førland. (2019) The branching-course model predictive control algorithm for maritime collision avoidance. Journal of Field Robotics (JFR)
Vitenskapelig artikkel
Eriksen, Bjørn-Olav Holtung; Wilthil, Erik Falmår; Flåten, Andreas Lindahl; Brekke, Edmund Førland; Breivik, Morten. (2018) Radar-based Maritime Collision Avoidance using Dynamic Window. IEEE Aerospace Conference. Proceedings
Vitenskapelig artikkel
Brekke, Edmund Førland; Chitre, Mandar. (2014) A multi-hypothesis solution to data association for the two-frame SLAM problem. The International Journal of Robotics Research
Vitenskapelig artikkel
Brekke, Edmund Førland; Hallingstad, Oddvar; Glattetre, John. (2012) Improved Target Tracking in the Presence of Wakes. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems
Vitenskapelig artikkel
Brekke, Edmund Førland; Hallingstad, Oddvar; Glattetre, John. (2011) The Modified Riccati Equation for Amplitude-Aided Target Tracking in Heavy-Tailed Clutter. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems
Vitenskapelig artikkel
Brekke, Edmund Førland; Hallingstad, Oddvar; Glattetre, John. (2010) Tracking Small Targets in Heavy-Tailed Clutter Using Amplitude Information. IEEE Journal of Oceanic Engineering
Vitenskapelig artikkel

Del av bok/rapport

Hagen, Inger Berge; Brekke, Edmund Førland. (2021) Kayak Tracking using a Direct Lidar Model. IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)
Vitenskapelig Kapittel/Artikkel/Konferanseartikkel
Skjellaug, Even; Brekke, Edmund Førland; Stahl, Annette. (2020) Feature-Based Laser Odometry for Autonomous Surface Vehicles utilizing the Point Cloud Library. IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)
Vitenskapelig Kapittel/Artikkel/Konferanseartikkel
Wilthil, Erik Falmår; Bar-Shalom, Yaakov; Willett, Peter; Brekke, Edmund Førland. (2019) Estimation of Target Detectability for Maritime Target Tracking in the PDA Framework. IEEE conference proceedings
Vitenskapelig Kapittel/Artikkel/Konferanseartikkel
Kufoalor, D. Kwame Minde; Wilthil, Erik Falmår; Hagen, Inger Berge; Brekke, Edmund Førland; Johansen, Tor Arne. (2019) Autonomous COLREGs-Compliant Decision Making using Maritime Radar Tracking and Model Predictive Control. IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)
Vitenskapelig Kapittel/Artikkel/Konferanseartikkel
Dalsnes, Bjørnar Ryen; Hexeberg, Simen; Flåten, Andreas Lindahl; Eriksen, Bjørn-Olav Holtung; Brekke, Edmund Førland. (2018) The Neighbor Course Distribution Method with Gaussian Mixture Models for AIS-based Vessel Trajectory Prediction. IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)
Vitenskapelig Kapittel/Artikkel/Konferanseartikkel
Wilthil, Erik Falmår; Brekke, Edmund Førland; Asplin, Oskar Buset. (2018) Track Initiation for Maritime Radar Tracking with and without Prior Information. IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)
Vitenskapelig Kapittel/Artikkel/Konferanseartikkel
Flåten, Andreas Lindahl; Brekke, Edmund Førland. (2017) Rao-blackwellized particle filter for turn rate estimation. IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)
Vitenskapelig Kapittel/Artikkel/Konferanseartikkel
Hexeberg, Simen; Flåten, Andreas Lindahl; Eriksen, Bjørn-Olav Holtung; Brekke, Edmund Førland. (2017) AIS-based vessel trajectory prediction. IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)
Vitenskapelig Kapittel/Artikkel/Konferanseartikkel
Brekke, Edmund Førland; Chitre, Mandar. (2017) The multiple hypothesis tracker derived from finite set statistics. IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)
Vitenskapelig Kapittel/Artikkel/Konferanseartikkel
Wilthil, Erik Falmår; Flåten, Andreas Lindahl; Brekke, Edmund Førland. (2017) A Target Tracking System for ASV Collision Avoidance Based on the PDAF. Springer
Vitenskapelig Kapittel/Artikkel/Konferanseartikkel
Brekke, Edmund Førland; Kalyan, Bharath; Chitre, Mandar. (2014) A novel formulation of the Bayes recursion for single-cluster filtering. IEEE conference proceedings
Vitenskapelig Kapittel/Artikkel/Konferanseartikkel

Språkvelger