Ein Mustererkennungssystem für bildverarbeitungsgestützte Robotikaufgabenauf der Basis des hierarchischen Strukturcodes HSC:
Gespeichert in:
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI Verl.
1991
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| Ausgabe: | Als Ms. gedr. |
| Schriftenreihe: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschrittberichte VDI / 10]
165 |
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| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | Zugl.: Paderborn, Univ., Diss., 1990 |
| Beschreibung: | V, 136 S. graph. Darst. |
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| adam_text | Titel: Ein Mustererkennungssystem für bildverarbeitungsgestützte Robotikaufgaben auf der Basis des hierar
Autor: Dresselhaus, Manfred
Jahr: 1991
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung 1
2. Anforderungen eines Robotersystems an die Bildverarbeitung 4
2.1 Festlegung der Schnittstellen zum Roboterrechner 4
2.2 Anforderungen an den Aufbau des Bildverarbeitungssystems 6
2.2.1 Beleuchtungssystem 6
2.2.2 Aufnahmesystem 8
2.2.3 Prozessorsystem 10
2.3 Anforderungen an die Software 12
2.4 Anforderungen an die Ergebnisse 14
3. Eisenschaften des Hierarchischen Strukturcodes 16
3.1 Beschreibung des Hierarchischen Strukturcodes 16
3.1.1 Vorverarbeitung und Codierung 16
3.1.2 Auflösungshierarchie 18
3.1.3 Verknüpfungshierarchie 19
3.1.4 Codebäume 20
3.2 Eigenschaften des HSC für den Einsatz in einem Robotersystem 22
4. Erzeugung des HSC aus Folgen von Grauwertbildern 24
4.1 Vorbemerkungen 24
4.2 Gerätetechnische Voraussetzungen 25
4.2.1 Aufnahme bewegter Objekte 25
4.2.2 System zur Erzeugung des HSC in Kamera-Echtzeit 27
4.2.3 Schnittstelle zwischen HSC-Generator und Bildauswertungssystem 28
4.3 Weiterentwicklung der Vorverarbeitung zur Erzeugung des HSC aus Bildfolgen 30
4.3.1 Halbbildverarbeitung 30
4.3.1.1 Konzeption 30
4.3.1.2 Realisierung 31
4.3.2 Modifikation der Vorverarbeitungsregeln 31
4.3.2.1 Behandlung offener Detektoren 31
4.3.2.2 Behandlung der Wendepunkts-Nullen 34
4.3.2.3 Zusatzregeln 35
4.3.3 Neue Software-Oberfläche 36
4.4 Weiterentwicklung des HSC für bildverarbeitungsgestützte Robotikaufgaben 37
4.4.1 Ausgangsbasis 37
4.4.2 Modifikationen in der Codierung 37
4.4.3 Modifikationen der HSC-Verknüpfung 41
4.4.3.1 Gleicher Algorithmus für alle Codetypen 41
4.4.3.2 Verbindungsprüfung 43
4.4.3.3 Sequenz- und Gruppenaufbau 44
4.4.3.4 Verallgemeinerung der verknüpften Elemente 45
4.4.3.5 Markierung der Wurzelknoten 46
4.4.4 Weiterentwicklung der HSC-Datenhaltung 47
4.4.4.1 HSC-Datenbasis mit verminderter Auflösung 47
4.4.4.2 Das neue Format der HSC-Datenbasis 48
4.4.4.3 Erweiterung des Statistikteils 51
4.4.4.4 HSC-Datenhaltung im Speicher 51
4.4.5 Weitere Entwicklungen 52
5. Erkennungsstrategien für Robotikaufgaben 53
5.1 Operationen im HSC 54
5.1.1 Definition der Operationen 54
5.1.2 Klassen von Operationen 55
5.1.3 Implementierte Operationen 56
5.1.3.1 Die Operation AGRAV 56
5.1.3.2 Die Operation EGRAV 57
5.1.3.3 Die Operation TSTATE 58
5.1.3.4 Die Operation RSTATE 59
5.1.3.5 Die Operation WIND 61
5.2 Erkennung und Wiedererkennung von Objekten 63
5.2.1 Erkennung von Objekten 63
5.2.1.1 Erkennung ruhender Objekte 63
5.2.1.2 Erkennung bewegter Objekte 67
5.2.2 Wiedererkennung von Objekten 67
5.3 Positionserfassung langsam bewegter Objekte 69
5.3.1 Aufgabenstellung 69
5.3.2 Abwandlung der Modelle 69
5.3.3 Durchführung der Positionserfassung 70
5.4 Verfolgung schnell bewegter Objekte 72
5.4.1 Aufgabenstellung 72
5.4.2 Abwandlung der Modelle 72
5.4.3 Durchführung der Verfolgung 73
6. Konzeption eines Mustererkennungssystems für Robotikaufgaben 76
6.1 Aufgabenstellung 76
6.2 Komponenten des Mustererkennungssystems 78
6.2.1 Der Prozeß OPERATOR 79
6.2.2 Der Prozeß ROBOTER 80
6.2.3 Der ProzeB DATEN 81
6.2.4 Der Prozeß SPEICHER 82
6.2.5 Der Prozeß HSC-GENERATOR 83
6.2.6 Der Prozeß ERKENNEN 84
6.2.7 Der Prozeß POSITIONSERFASSEN 85
6.2.8 Der ProzeB VERFOLGEN 87
6.3 Kommunikation zwischen den Prozessen 90
6.3.1 Kommunikation durch Ereignisse 91
6.3.2 Kommunikation durch Botschaften 91
6.3.3 Kommunikation durch asynchrone Signale 92
6.3.4 Kommunikation durch globale Speicher 92
6.3.4.1 Die Modellbibliothek 93
6.3.4.2 Der Zustandsspeicher 94
6.3.5 Kommunikationsmöglichkeiten der Prozesse 95
6.4 Aufbau des Mustererkennungssystems 96
6.4.1 Aufbau bei Steuerung des Systems durch einen Master-Prozeß 96
6.4.2 Aufbau bei freier Kommunikation aller Prozesse 98
6.5 Betrieb des Mustererkennungssystems 100
6.5.1 Initialisierung des Systems 100
6.5.2 Betrieb bei Aufträgen des Roboterrechners 102
6.5.2.1 Betrieb innerhalb eines Systemzustands 102
6.5.2.2 Betrieb beim Übergang zwischen verschiedenen Systemzuständen 105
6.5.3 Betrieb bei Eingreifen des Prozesses OPERATOR 106
6.5.4 Betrieb bei auftretenden Fehlern 107
7. Realisierung des Mustererkennungssystems 108
7.1 Beschreibung des eingesetzten Rechnersystems 108
7.1.1 Beschreibung der Hardware 108
7.1.2 Beschreibung der Software 110
7.2 Realisierung der Prozesse 112
7.2.1 Realisierung des Prozesses OPERATOR 112
7.2.2 Realisierung des Prozesses ROBOTER 112
7.2.3 Realisierung des Prozesses DATEN 113
7.2.4 Realisierung des Prozesses SPEICHER 113
7.2.5 Realisierung des Prozesses HSC-GENERATOR 114
7.2.6 Realisierung des Prozesses ERKENNEN 114
7.2.7 Realisierung des Prozesses POSITIONSERFASSEN 114
7.2.8 Realisierung des Prozesses VERFOLGEN 115
7.3 Realisierung der Schnittstellen zur Prozeßkommunikation 116
7.3.1 Ereignisse 116
7.3.2 Botschaften 117
7.3.3 Asynchrone Signale 118
7.3.4 Globale Speicher 119
7.4 Aufbau des Mustererkennungssystems 121
7.5 Betrieb des Mustererkennungssystems 123
7.6 Ergebnisse 125
8. Zusammenfassung 127
9. Symbolverzeichnis 129
10. Literatur 131
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