Titelaufnahme

Titel
Evaluierung der Messgenauigkeit von ausgewählten Stereovisionsalgorithmen
Weitere Titel
Evaluation of the accuracy of the selected stereo vision algorithms
VerfasserPahr, Noel
GutachterKorak, Gernot
Erschienen2017
Datum der AbgabeJuni 2017
SpracheDeutsch
DokumenttypBachelorarbeit
Schlagwörter (DE)Computer Vision / Disparitätskarte / Distanzmessung / Entfernungsmessung / Kamerakalibrierung / Kameraparameter / Korrespondenzanalyse / Objektmessung / Rektifikation / Stereo Vision / Tiefenmessung / Triangulation
Schlagwörter (EN)Camera calibration / Camera parameters / Computervision / Correspondence analysis / Depth measurement / Disparity Map / Distance measurement / Property measurement / Rectification / Stereovision / Triangulation
Zugriffsbeschränkung
 _
Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Im Rahmen dieser Arbeit werden die Messgenauigkeit und Verarbeitungszeit von ausgewählten Stereovisionsalgorithmen evaluiert. Stereovision ist ein Verfahren, welches meist zwei horizontal angeordnete Sensoren dazu nutzt, um aus zweidimensionalen Bildern Tiefeninformationen zu gewinnen und dadurch ein dreidimensionales Abbild zu rekonstruieren. Diese Tiefeninformationen werden verwendet, um Objekte in einem Raum lokalisieren zu können. Die Sensoren sind mit einer Recheneinheit verbunden, die mit Hilfe unterschiedlicher Softwaretools und darin implementierten Stereovisionsalgorithmen fehlende Informationen einer dreidimensionalen Abbildung berechnen. Mit den damit gewonnenen Daten ist man in der Lage Entfernungen eines Objektes im Raum messen zu können. Je nach verwendeten Hardwarekomponenten, Softwaretools und den hiermit verbundenen Algorithmen wurden unterschiedliche Rechenzeiten und Messgenauigkeiten erreicht. In den theoretischen Grundlagen werden die notwendigen Prozessschritte wie: Kalibrierung, Rektifikation, Korrespondenzanalyse und 3D Rekonstruktion veranschaulicht und erläutert.

Im praktischen Teil der Arbeit wurden unterschiedliche Open Source sowie kommerzielle Softwaretools identifiziert und mittels einer Distanzmessung auf ihre Genauigkeit hin untersucht. Die Implementierung erfolgte mittels zwei horizontal zueinander angebrachten Logitech Web Cams. Vorerst wurden Untersuchungen durchgeführt um das geeignete Setting für eine optimale vergleichbare Versuchsreihe zu erhalten. Im Zuge der Untersuchung wurde mittels der vorab identifizierten und in Betrieb genommenen Softwaretools ein in seinen Abmessungen genau definiertes Versuchsobjekt vermessen. Die Versuchsumgebung sowie Messobjekte wurden so konzipiert, dass möglichst geringe Störfaktoren auf die Untersuchung einwirken konnten. Prozessschritte wurden getrennt voneinander durchgeführt um die Ergebnisse gut reproduzieren zu können. Die gewonnenen Ergebnisse werden quantitativ und qualitativ beurteilt und ein Ausblick für anzustrebende Folgeuntersuchungen wird gegeben.

Zusammenfassung (Englisch)

Within this work the measurement accuracy and processing time of selected stereovision algorithms were evaluated. Stereovision is a process that usually uses two horizontally arranged sensors to acquire depth information from two-dimensional images and thereby to reconstruct a three-dimensional image. These depth information are used to locate objects in a room. The sensors are connected to a computing unit which is used with different software tools and with the stereovision algorithms implemented therein to calculate the missing information of a three-dimensional image. With the data thus gained, one is able to measure distances of an object in space. Depending on the hardware components used, software tools and the algorithms involved, different computing times and measuring accuracies were achieved and compared. In the theoretical foundations, the necessary process steps such as: calibration, rectification, correspondence analysis and 3D reconstruction are illustrated and explained.

In the practical part of the thesis, different open source and commercial software tools were identified and examined by a distance measurement for their accuracy. The implementation was carried out using two horizontally linked Logitech Web Cams. Previously, studies were carried out to obtain the appropriate setting for an optimal comparable series of experiments. In the course of the investigation, an experimentally defined test object was measured using the pre-identified and commissioned software tools. The test environment as well as measurement objects were designed in such a way that as little interference as possible could affect the investigation. Process steps were carried out separately from each other in order to reproduce the results well. The results obtained were assessed quantitatively and qualitatively, and an outlook was given for the following investigations.