Konzeption und Entwicklung eines Systems zur Erkennung von Objekten anhand von 3D-Modellen für die Human-Robot-Collaboration

  • Zukünftig soll am Virtual Reality Center Production Engineering der Technischen Universität Chemnitz eine markerlose Arbeitsraumüberwachung am Roboterarbeitsplatz zur Untersuchung von Szenarien der Human-Robot-Collaboration zur Verfügung stehen. Ein Objekterkennungssystem auf Grundlage modellbasierter, lokaler Objekterkennungsverfahren wird entwickelt und als Komponente in ein Konzept zur Arbeitsraumüberwachung integriert. Der Fokus liegt auf der Erkennung von Gegenständen aus dem industriellen Umfeld in 3D-Punktwolken, die z. B. mit Stereokamerasystemen erfasst werden. Zur Modellbildung werden vorhandene CAD-Modelle der Gegenstände in Punktwolken überführt. Bezüglich der Arbeitsraumüberwachung dient die Objekterkennung der Initialisierung nachgelagerter Trackingverfahren. Verschiedene Methoden für die Schritte im Objekterkennungsprozess werden untersucht, unter anderem die Merkmals-Deskriptoren SHOT, FPFH, 3DSC, RSD und Spin-Images sowie die Merkmals-Detektoren Harris3D, ISS, SIFT3D und Uniform-Sampling. Durch einen zusätzlich eingeführten Vorverarbeitungsschritt wird der Objekterkennungsprozess optimiert. Vor allem wirken sich eine Segmentierung sowie die Glättung der aufgezeichneten Punktwolken positiv auf die Laufzeit sowie die Erkennungsqualität aus. Das entwickelte System ist in der Lage, vorgegebene Gegenstände zu erkennen und zu lokalisieren. Der Objekterkennungsprozess kann dabei flexibel konfiguriert werden. Optimierungspotential besteht hinsichtlich Laufzeit sowie der Bewertung von Hypothesen zur Objekt-Pose.

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Metadaten
Author:Christian Fiedler
Advisor:Silke Kolbig, Mario Lorenz
Document Type:Master's Thesis
Language:German
Name:Technische Universität Chemnitz
Institut für Werkzeugmaschinen und Produktionsprozesse, Reichenhainer Str. 70, 09107 Chemnitz
Date of Publication (online):2017/10/23
Year of first Publication:2017
Publishing Institution:Westsächsische Hochschule Zwickau
Date of final exam:2017/10/24
Tag:3D-Punktwolken; Arbeitsraumüberwachung; Objekterkennungsprozess; merkmalsbasiert; modellbasiert
GND Keyword:Objekterkennung; Bildverarbeitung; Objektverfolgung
Page Number:88 Seiten, 14 Abb., 6 Tab., 78 Lit.
Faculty:Westsächsische Hochschule Zwickau / Physikalische Technik, Informatik
Release Date:2019/03/21