P4.2 Dynamische Raumerfassung auf Basis einer Time-of-Flight Kamera
- Event
- 16. GMA/ITG-Fachtagung Sensoren und Messsysteme 2012
2012-05-22 - 2012-05-23
Nürnberg, Germany - Chapter
- P4 Optische Sensoren und Messsysteme
- Author(s)
- J. Papadoudis, A. Georgiadis - LeuphanaUniversität Lüneburg
- Pages
- 739 - 747
- DOI
- 10.5162/sensoren2012/P4.2
- ISBN
- 978-3-9813484-0-8
- Price
- free
Abstract
Die Raumerfassung ist ein wichtiger Bestandteil um autonome Fahrzeuge realisieren zu können, dabei ist es notwendig Hindernisse unabhängig von deren Art zu erkennen, damit diese Fahrzeuge sich in einer neuen Umgebung bewegen können. Eine schnelle räumliche Darstellung einer Szene, lässt sich mit Hilfe einer Time-of Flight (ToF) Kamera realisieren, da sie für jeden Pixel eine Distanzinformation liefert und sich daher ideal für die Raumerfassung eignet. Traditionelle Methoden der Bildverarbeitung um Objekte zu erkennen, lassen sich jedoch kaum auf die Daten einer ToF-Kamera anwenden. Gradientenverläufe der Distanz lassen sich nur selten sicher verwenden, da ein grundsätzlicher Verlauf durch die Tiefe des Raumes immer gegeben ist und z.B. Hindernisse auf dem Boden keine signifikante Änderung der Distanz an dem Übergang, bedingen. Es wurde daher ein Verfahren entwickelt, welches zuverlässig die grundlegenden Ausmaße und Gegebenheiten eines Raumes erkennt und Hindernisse detektiert.
Durch die Distanzinformation ist es ohne großen Aufwand möglich die Pixelkoordinaten in ein Weltkoordinatensystem relativ zur Kameraposition umzurechnen. Dies ermöglicht die Verwendung der Vektorrechnung. Für jeden Pixel wird eine Ebene ermittelt, die durch die, ihn unmittelbar umgebenden Pixel definiert ist. Für jede der drei, das Kamerakoordinatensystem aufspannenden Achsen wird ein Schnittwinkel zur ermittelten Ebene bestimmt.
Die Schnittwinkel zu allen Achsen geben einen Anhaltspunkt zur Abgrenzung verschiedener Objekte.
Anschließend werden noch zusammenhängende Flächen ähnlicher Schnittwinkel untersucht um kleinere Objekte zu identifizieren und das Ergebnis zu verbessern. Dies kann mit einer herkömmlichen Gradientenuntersuchung realisiert werden.