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Entwicklung eines Stereokamerasystemszur Objekterkennung undEntfernungsbestimmung in mobilenRobotersystemen

Klemp, Andreas (2005):
Entwicklung eines Stereokamerasystemszur Objekterkennung undEntfernungsbestimmung in mobilenRobotersystemen.
Technische Universitaet Darmstadt, FB Informatik, FG Simulation und Systemoptimierung, [Diploma Thesis or Magisterarbeit]

Abstract

Mobile Robotersysteme müssen ein Modell ihrer Umgebung erstellen, um Hindernisse oder Missionsziele zu erkennen. Auf der Grundlage eines solchen Modells werden Aktionen geplant und ausgeführt. Neben Laserscannern, Ultraschallsensoren und weiteren Techniken bietet die Erfassung der Umwelt mit Videokameras eine flexible Alternative. Am Beispiel des humanoiden Roboters " Mr. DD" der Darmstadt Dribblers wird in dieser Diplomarbeit ein neues, passives Stereokamerasystem entwickelt, welches zur Objekterkennung und Abstandsbestimmung verwendet wird. Hierfür kommen erstmalig zwei einfache USB-Webcams zum Einsatz. Weiterhin werden verschiedene Algorithmen zur Kalibrierung des Systems, Farbsegmentierung und Positionsberechnung untersucht und die geeignetsten implementiert. Ein Hauptkriterium für die Verwendbarkeit der Algorithmen ist die begrenzte Rechenleistung mobiler Robotersysteme. Da die untersuchten Algorithmen zu langsam sind, werden schließlich zwei neue merkmalsbasierte Verfahren zur Korrespondenzberechnung entwickelt. Die Leistungsfähigkeit des Stereokamerasystems wird in der definierten Umgebung eines RoboCup-Feldes demonstriert, in welcher zum Beispiel der Ball relativ zu den Kameras lokalisiert wird. Abstract: Mobile robots need a model of their environment to detect obstacles or mission goals. Using such a model actions are planned and executed. Besides laser scanners, ultrasonic detectors and other technologies video cameras are a flexible alternative. Using the humanoid robot " Mr. DD" of the Darmstadt Dribblers a new passive stereo vision system is developed in this diploma thesis, which is used for object recognition and distance measurements. For the first time two simple USB webcams are employed for this purpose. Furthermore different algorithms for calibrating the system, color segmentation and position estimation are investigated and the most suitable are implemented. A main criterion for the applicability of the algorithms is the limited computing power of mobile robots. Two new feature based methods for calculating correspondences are eventually developed because the investigated algorithms are too slow. The abilities of the stereo vision system are demonstrated in the defined environment of a RoboCup field where the ball is localized relative to the cameras as proof of concept.

Item Type: Diploma Thesis or Magisterarbeit
Erschienen: 2005
Creators: Klemp, Andreas
Title: Entwicklung eines Stereokamerasystemszur Objekterkennung undEntfernungsbestimmung in mobilenRobotersystemen
Language: German
Abstract:

Mobile Robotersysteme müssen ein Modell ihrer Umgebung erstellen, um Hindernisse oder Missionsziele zu erkennen. Auf der Grundlage eines solchen Modells werden Aktionen geplant und ausgeführt. Neben Laserscannern, Ultraschallsensoren und weiteren Techniken bietet die Erfassung der Umwelt mit Videokameras eine flexible Alternative. Am Beispiel des humanoiden Roboters " Mr. DD" der Darmstadt Dribblers wird in dieser Diplomarbeit ein neues, passives Stereokamerasystem entwickelt, welches zur Objekterkennung und Abstandsbestimmung verwendet wird. Hierfür kommen erstmalig zwei einfache USB-Webcams zum Einsatz. Weiterhin werden verschiedene Algorithmen zur Kalibrierung des Systems, Farbsegmentierung und Positionsberechnung untersucht und die geeignetsten implementiert. Ein Hauptkriterium für die Verwendbarkeit der Algorithmen ist die begrenzte Rechenleistung mobiler Robotersysteme. Da die untersuchten Algorithmen zu langsam sind, werden schließlich zwei neue merkmalsbasierte Verfahren zur Korrespondenzberechnung entwickelt. Die Leistungsfähigkeit des Stereokamerasystems wird in der definierten Umgebung eines RoboCup-Feldes demonstriert, in welcher zum Beispiel der Ball relativ zu den Kameras lokalisiert wird. Abstract: Mobile robots need a model of their environment to detect obstacles or mission goals. Using such a model actions are planned and executed. Besides laser scanners, ultrasonic detectors and other technologies video cameras are a flexible alternative. Using the humanoid robot " Mr. DD" of the Darmstadt Dribblers a new passive stereo vision system is developed in this diploma thesis, which is used for object recognition and distance measurements. For the first time two simple USB webcams are employed for this purpose. Furthermore different algorithms for calibrating the system, color segmentation and position estimation are investigated and the most suitable are implemented. A main criterion for the applicability of the algorithms is the limited computing power of mobile robots. Two new feature based methods for calculating correspondences are eventually developed because the investigated algorithms are too slow. The abilities of the stereo vision system are demonstrated in the defined environment of a RoboCup field where the ball is localized relative to the cameras as proof of concept.

Place of Publication: Technische Universitaet Darmstadt
Divisions: 20 Department of Computer Science
20 Department of Computer Science > Simulation, Systems Optimization and Robotics Group
Date Deposited: 01 Jul 2019 09:03
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