Extraktion von Raumkoordinaten und kinematischen Größen aus Bildflussdaten

Florian Königstein

ISBN 978-3-8325-1042-8
244 Seiten, Erscheinungsjahr: 2005
Preis: 40.50 €

In dieser Arbeit werden Verfahren zur Bestimmung der Pose (Position und Orientierung) einer Videokamera entwickelt, untersucht und bewertet. Die Kamera betrachtet Objekte im Raum aus verschiedenen Perspektiven, und aus den Positionen der Objektstrukturen in den Bildern können die Kameraposen berechnet werden. Eine Möglichkeit zur Poseschätzung besteht in der Verwendung von so genannten Landmarken, also von künstlichen oder natürlichen Objekten im Raum, welche im Kamerabild zuverlässig erkannt und lokalisiert werden können. Ausgehend von bekannten Algorithmen zur Posebestimmung wurden neue Verfahren und Aspekte betrachtet, welche der Begrenzung der Rechenzeit bei vielen Landmarken, der analytischen Bestimmung maximaler Fehler beim so genannten Drei-Punkte-Algorithmus sowie der Verbesserung der Genauigkeit der Poseschätzung dienen. Zur Poseschätzung werden einerseits Verfahren benutzt, welche auf einer stochastischen Beschreibung unbekannter geometrischer Größen basieren und auf das Konzept der Zustandsschätzung mit dem Kalman- Filter aufbauen.

Zum anderen werden mengenbasierte Verfahren entwickelt, um zuverlässige Aussagen über maximale Fehler der geschätzten Pose zu erhalten. Schließlich wird die Posebestimmung durch Verwendung des optischen Flusses untersucht. Ein Vergleich mit der Landmarken-basierten Poseschätzung zeigt die Vor- und Nachteile beider Verfahren auf.