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.
Author: | Christian Fiedler |
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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 |