Photogrammetrische Erfassung Räumlicher Informationen Aus Videobildern

ISBN-13: 9783528064020 / Niemiecki / Miękka / 1990 / 148 str.

Ralph Fohr; Ralph Feohr;Ralph Fohr

Opis

Die vorliegende Arbeit entstand im Rahmen meiner Tatigkeit in der Forschungsgruppe "Industrielle Bildverarbeitung" am Lehrstuhl fur Allgemeine Elektrotechnik und Daten verarbeitungssysteme der RWTH Aachen. Herrn Professor Dr.-Ing. Walter Ameling, dem Leiter dieses Lehrstuhls, danke ich fur die Moglichkeit, diese Arbeit an seinem Institut durchfuhren zu konnen, und fur die Ubernahme des Referates. Herrn Professor DrAng. Dietrich Meyer-Ebrecht, dem Leiter des Lehrstuhls fur Mess technik der RWTH Aachen, danke ich fur das Interesse, das er meiner Arbeit entgegen gebracht hat, und fur die Ubernahme des Korreferats. Herrn Dr.-Ing. Wolfgang Kubalski sowie meinen Kollegen gilt mein besonderer Dank fur viele anregende Diskussionen und die kritische Durchsicht des Manuskripts. Danken mochte ich auch allen von mir betreuten Studenten, die als Diplom- oder Studienarbeiter oder als studentische Hilfskrafte bei der Durchfuhrung der praktischen Arbeiten tatkraftig geholfen haben. Aachen, den 9.Marz 1990 RalphFohr VI Inhaltsverzeichnis 1 1 Einfuhrung 1 1.1 Motivation............. 1.2 Aufgabenstellung und Uberblick. 3 6 2 Vision-Systeme fur industrielle Anwendungen 2.1 Status Quo industriell eingesetzter Systeme. 6 7 2.2 Analysestrategien fur industrielle Szenen .

Spis treści

1 Einführung.- 1.1 Motivation.- 1.2 Aufgabenstellung und Überblick.- 2 Vision-Systeme für industrielle Anwendungen.- 2.1 Status Quo industriell eingesetzter Systeme.- 2.2 Analysestrategien für industrielle Szenen.- 2.2.1 Erzeugung von Szeneninformationen.- 2.2.2 Übergang zur räumlichen Darstellung.- 2.3 Zeitbedingungen und Rechnerarchitekturen.- 2.3.1 Der Echtzeitaspekt.- 2.3.2 Ein Rechner für industrielle Vision-Systeme.- 3 Bildaufnahme und Extraktion lokalisierbarer Bildelemente.- 3.1 Die Entstehung des digitalen Videobildes.- 3.1.1 Einfluß der Kamera.- 3.1.2 Digitale Bildaufnahme.- 3.2 Lokalisierbare Bildelemente.- 3.2.1 Konturerzeugung.- 3.2.2 Konturverfolgung.- 3.2.3 Erfassung von Polygonen.- 3.2.4 Erfassung von Ellipsen.- 3.2.5 Erfassung markanter Punkte.- 4 Ein photogrammetrisches Modell für Videokameras.- 4.1 Komponenten der Kameraabbildung.- 4.1.1 Die Zentralperspektive.- 4.1.2 Räumliche Transformationen.- 4.1.3 Eigenschaften der perspektivischen Projektion.- 4.2 Bestimmung der Kameraparameter.- 4.2.1 Die geometrische Transformation.- 4.2.2 Direkte Lineare Transformation.- 4.2.3 Vergleich der beiden Kameramodelle.- 4.3 Rechnergestützte Kamerakalibrierung.- 4.3.1 Lösung des nichtlinearen Gleichungssystems.- 4.3.2 Das Paßpunktgestell.- 4.3.3 Die Kalibrierungsprozedur.- 4.4 Verwendung der Kameraparameter.- 4.4.1 Auswahlkriterien für ein angepaßtes Kameramodell.- 4.4.2 Die inverse geometrische Transformation.- 4.5 Diskussion der Ergebnisse.- 5 Photogrammetrische Auswertung monokularer Aufnahmen.- 5.1 Rauminformationen aus einer Kameraansicht.- 5.2 Unterstützung durch periphere Komponenten.- 5.2.1 Bestimmung einzelner räumlicher Stützpunkte.- 5.2.2 Direkte Messung des Kamerastandorts.- 5.2.3 Auswertung kodierter Beleuchtung.- 5.3 Perspektivische Entzerrung ebener Szenenbereiche.- 5.3.1 Die projektive Abbildung.- 5.3.2 Bestimmung der Entzerrungsparameter.- 5.3.3 Bestimmung des Kamerastandorts aus der Szene.- 5.4 Lagebestimmung ebener Polygonflächen.- 5.4.1 Eckpunktansatz.- 5.4.2 Identifikation von Polygonen.- 5.4.3 Der virtuelle Kreis.- 5.5 Lagebestimmung kreisförmiger Strukturen.- 5.5.1 Perspektivische Abbildung des Kreises.- 5.5.2 Bestimmung der räumlichen Freiheitsgrade.- 5.5.3 Ein Anwendungsbeispiel.- 6 Stereoskopische Vermessungen von Raumpunkten.- 6.1 Günstige Anordnung des Stereokamerapaars.- 6.2 Das Korrespondenzproblem.- 6.2.1 Ähnlichkeitsmaße.- 6.2.2 Bestimmung von Disparitäten.- 6.3 Verallgemeinerung der Kamerapaaranordnung.- 6.3.1 Kalibrierung des Kamerapaars.- 6.3.2 Der räumliche Vorwärtsschnitt.- 6.3.3 Epipolarlinien.- 6.4 Genauigkeitsanalyse.- 6.4.1 Vergleich verschieden genauer Kameramodelle.- 6.4.2 Anwendung auf markierte und markante Punkte.- 6.5 Realisierungsaspekte.- 7 Zusammenfassung.- A Anhang.- A.1 Verwendete Symbole und Abkürzungen.- A.1.1 Koordinatensysteme.- A.1.2 Bildaufnahme und Extraktion von Bildelementen.- A.1.3 Photogrammetrisches Modell für Videokameras.- A.1.4 Monokulare Verfahren.- A.1.5 Stereoskopische Vermessungen.- A.2 Hinweise zur Ausgleichsrechnung.- A.3 Vermessungsprotokolle.- A.3.1 Richtungswinkel der verwendeten Paßpunkte.- A.3.2 Paßpunktkoordinaten.- A.4 Kalibrierungsprotokolle.- A.4.1 CCD-Videokamera Sony XC37/38, 7-Parameter-Modell.- A.4.2 CCD-Videokamera Sony XC37/38, 13-Parameter-Modell.- B Literaturverzeichnis.