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Ein echtzeitfähiges System zur Gewinnung von Tiefeninformation aus Stereobildpaaren für konfigurierbare Hardware

Buder, Maximilian (2014) Ein echtzeitfähiges System zur Gewinnung von Tiefeninformation aus Stereobildpaaren für konfigurierbare Hardware. Dissertation, Humboldt-Universität zu Berlin.

[img] PDF
13MB

Official URL: urn:nbn:de:kobv:11-100217769

Abstract

Diese Arbeit befasst sich mit der Entwicklung eines echtzeitfähigen Systems zur Erstellung von Tiefeninformation aus Stereobildpaaren, das in einer Reihe von Anwendungen zur dreidimensionalen Vermessung des Raumes herangezogen werden kann. Als Hauptanwendungsgebiete sind in erster Linie mobile Robotikapplikationen vorgesehen, die sehr strenge Anforderungen sowohl bezüglich des Ressourcenverbrauchs als auch im Hinblick auf die Messeigenschaften und das Laufzeitverhalten stellen. Ein Merkmal des in dieser Arbeit entworfenen Systems ist die in Echtzeit stattfindende Ausführung der verwendeten Algorithmen in Kombination mit sehr guten Messeigenschaften. Das verwendete Stereo-Matching-Verfahren basiert auf einem globalen Ansatz und liefert im Vergleich zu den alternativen echtzeitfähigen Methoden sehr gute Ergebnisse. Im Vordergrund steht dabei der Semi-Global-Matching-Algorithmus. Aufgrund der Komplexität globaler Ansätze finden in Echtzeitapplikationen nur lokale Stereo-Verfahren Verwendung. Lokale Verfahren liefern jedoch im Vergleich zu den globalen Methoden qualitativ schlechte Disparitätskarten. Ein neuer globaler Matching-Algorithmus Efficient-Semi-Global-Matching (eSGM) wird vorgestellt und in das Konzept für mobile Robotikanwendungen umgesetzt. Wegen der begrenzten Ressourcen der realen Hardware wurde eine Weiterentwicklung des eSGM-Algorithmus für die Realisierung genutzt. Abschließend wird das System anhand der drei Kerneigenschaften Laufzeit, Ressourcenverbrauch und Qualität der Tiefeninformation gegenüber den Verfahren nach dem Stand der Technik bewertet. Der in dieser Arbeit vorgestellte FPGA-Ansatz, die eingesetzte Entwurfsmethode und die vorgestellten Algorithmen ermöglichten es, ein leistungsfähiges Stereo-Bildverarbeitungssystem zu entwickeln, das den hohen Anforderungen bezüglich des Laufzeitverhaltens und der Qualität des Ergebnisses gerecht wird.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/94973/
Document Type:Thesis (Dissertation)
Title:Ein echtzeitfähiges System zur Gewinnung von Tiefeninformation aus Stereobildpaaren für konfigurierbare Hardware
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthors ORCID iD
Buder, Maximilianmaximilian.buder (at) dlr.deUNSPECIFIED
Date:30 April 2014
Refereed publication:Yes
Open Access:Yes
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Number of Pages:177
Status:Published
Keywords:FPGA, Stereo Matching, Bildverarbeitung, Tiefenkarte
Institution:Humboldt-Universität zu Berlin
Department:Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät II
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport
HGF - Program:Space
HGF - Program Themes:Earth Observation
DLR - Research area:Raumfahrt
DLR - Program:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Research theme (Project):R - Vorhaben Optische Technologien und Anwendungen
Location: Berlin-Adlershof
Institutes and Institutions:Institute of Optical Sensor Systems > Information Processing for Optical Systems
Deposited By: Buder, Maximilian
Deposited On:02 Feb 2015 06:41
Last Modified:31 Jul 2019 19:51

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