Ortsvariantes aktives Sehen für die partielle Tiefenrekonstruktion: ein System zur visuell gestützten Manipulatorsteuerung auf der Basis eines biologisch motivierten Sehkonzeptes
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
2000
|
| Ausgabe: | Als Ms. gedr. |
| Schriftenreihe: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschrittberichtte VDI / 10]
640 |
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| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XIV, 297 S. Ill., graph. Darst. : 21 cm |
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INHALTSVERZEICHNIS
V
INHALTSVERZEICHNIS
SYMBOLVERZEICHNIS
.
IX
TEIL
I
GRUNDLAGEN
1
1.
EINLEITUNG
.
2
1.1
MOTIVATION
.
2
1.2
ZIELSETZUNG
UND
BEITRAG
DIESER
ARBEIT
.
3
1.3
AUFBAU
DIESER
ARBEIT
.
6
1.4
PASSIVES
UND
AKTIVES
SEHEN
.
7
1.4.1
DIE
BERECHNUNGSTHEORIE
DES
SEHENS
NACH
DAVID
MARR
.
7
1.4.2
SEHEN
ALS
AKTIVER
PROZESS
.
9
1.4.3
ZUSAMMENFASSUNG
.
15
1.5
ORTSVARIANTES
AKTIVES
SEHEN
.
16
2.
ORTSVARIANTES
AKTIVES
SEHEN
.
19
2.1
BIOLOGISCHE
GRUNDLAGEN
ORTSVARIANTEN
SEHENS
.
19
2.2
MATHEMATISCHE
UND
SIGNALTHEORETISCHE
GRUNDLAGEN
ORTSVARIANTEN
SEHENS
.
22
2.2.1
RETINO-KORTIKALE
KOORDINATENTRANSFORMATIONEN
.
23
2.2.2
BEISPIELE
ORTSVARIANTER
KOORDINATENTRANSFORMATIONEN
.
24
2.2.3
INVARIANZEIGENSCHAFTEN
VON
KOORDINATENTRANSFORMATIONEN
.
29
2.2.4
RETINO-KORTIKALE
ABBILDUNG
UND
REZEPTIVE
FELDER
.
31
2.2.5
BEISPIELE
REZEPTIVER
FELDER
.
33
2.2.6
EIGENSCHAFTEN
DER
DISKRETEN
KORTIKALEN
KARTE
.
37
2.2.7
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSWAHL
EINER
RETINO-KORTIKALEN
ABBILDUNG
.
39
2.3
ORTSVARIANTE
AKTIVE
SEHSYSTEME
IN
DER
LITERATUR
.
40
2.4
EIN
NEUES
MONOKULARES
ORTSVARIANTES
AKTIVES
SEHSYSTEM
.
44
2.5
ZUSAMMENFASSUNG
UND
DISKUSSION
.
46
TEIL
II
BILDVERARBEITUNGSMETHODEN
47
3.
ORTSVARIANTE
BILDVERARBEITUNG
.
48
3.1
PROBLEMSTELLUNG
.
48
3.2
ORTSVARIANTE
BILDVERARBEITUNG
IN
DER
LITERATUR
.
51
3.2.1
STANDARD-BILDVERARBEITUNG
IN
ORTSVARIANTEN
KARTEN
.
51
3.2.2
NACHBARSCHAFTSGRAPHEN
.
52
3.2.3
TRANSFORMATIONSGRAPHEN
.
54
3.2.4
EXPONENTIELLE
CHIRP-TRANSFORMATION
.
55
3.3
NEUE
VERFAHREN
FUER
DIE
ORTSVARIANTE
BILDVERARBEITUNG
.
62
VI
INHALTSVERZEICHNIS
3.4
GERICHTETE
NACHBARSCHAFTSGRAPHEN
.
64
3.5
ORTSVARIANTE
GEOMETRISCHE
OPERATOREN
UND
BILDVERZERRUNG
(WARPING)
.
68
3.5.1
DAS
WARPING-PROBLEM
.
68
3.5.2
EIN
ORTSVARIANTER
WARPING-ALGORITHMUS
.
69
3.5.3
ZUSAMMENFASSUNG
.
73
3.6
ORTSVARIANTE
PARAMETRISCHE
INTEGRALTRANSFORMATION
.
76
3.6.1
VARIABIENTRANSFORMATION
DES
PARAMETERINTEGRALS
.
76
3.6.2
BEDINGUNGEN
AN
DEN
PARAMETERVEKTOR
ZUR
EINHALTUNG
DES
ABTASTTHEOREMS
77
3.6.3
ANWENDUNG
AUF
DIE
KOMPLEXE
GABORFILTERUNG
.
78
3.6.4
ZUSAMMENFASSUNG
.
81
3.7
ORTSVARIANTE
FALTUNG
.
81
3.7.1
ORTSVARIANTE
FALTUNG
IM
FREQUENZRAUM
(OFF)
.
82
3.7.2
ORTSVARIANTE
FALTUNG
IN
DER
KORTIKALEN
KARTE
(OKF)
.
83
3.7.3
ORTSVARIANTE
FALTUNG
IM
RETINALEN
BILD
(ORF)
.
87
3.7.4
ZUSAMMENFASSUNG
.
97
3.8
ITERATIVE
ORTSVARIANTE
FILTERUNG
.
98
3.8.1
ITERATIVE
ORTSVARIANTE
GAUSSFILTERUNG
.
100
3.8.2
EXPERIMENTE
.
101
3.8.3
ZUSAMMENFASSUNG
.
101
3.9
ORTSVARIANTE
RANGORDNUNGSOPERATOREN
.
103
3.9.1
EIN
HISTOGRAMMBASIERTER
ORTSVARIANTER
RANGORDNUNGSOPERATOR
.
104
3.9.2
VERGLEICH
DER
RANGORDNUNGSOPERATOREN
FUER
ORTSVARIANTE
BILDER
.
104
3.9.3
ZUSAMMENFASSUNG
.
106
3.10
ZUSAMMENFASSUNG
UND
DISKUSSION
.
107
4.
PARTIELLE
TIEFENREKONSTRUKTION
.
109
4.1
ANSAETZE
ZUR
TIEFENREKONSTRUKTION
.
109
4.2
TIEFENREKONSTRUKTION
AUS
BEWEGUNG
.
111
4.2.1
DAS
KAMERAMODELL
.
111
4.2.2
TIEFENSCHAETZUNG
AUS
BEWEGUNGSPARAMETERN
UND
OPTISCHEM
FLUSS
.
112
4.3
FUSION
VON
TIEFENSCHAETZUNGEN
DURCH
KALMAN-FILTERUNG
.
113
4.3.1
DIE
KOVARIANZMATRIX
DER
BEOBACHTUNGSGLEICHUNG
.
113
4.3.2
DIE
NICHT-LINEAREN
SYSTEMGLEICHUNGEN
.
114
4.3.3
ROBUSTE
KALMAN-FILTERUNG
.
115
4.3.4
UEBERTRAGUNG
DER
FUSION
DER
TIEFENKARTEN
IN
DIE
KORTIKALE
KARTE
.
116
4.3.5
ZUSAMMENFASSUNG
.
116
4.4
VORTEILE
ORTSVARIANTEN
SEHENS
FUER
DIE
TIEFENREKONSTRUKTION
.
117
4.4.1
VORTEILE
FUER
BINOKULARES
STEREOSKOPISCHES
SEHEN
.
117
4.4.2
VORTEILE
FUER
DIE
TIEFENSCHAETZUNG
AUS
BEWEGUNG
.
118
4.4.3
ZUSAMMENFASSUNG
.
126
4.5
OPTISCHER
FLUSS
UND
KORRESPONDENZANALYSE
IN
DER
LITERATUR
.
126
4.5.1
DAS
KORRESPONDENZPROBLEM
.
126
4.5.2
OPTISCHER
FLUSS
.
129
4.5.3
DISKUSSION
UND
AUSWAHL
EINES
VERFAHRENS
.
132
4.6
ZUSAMMENFASSUNG
UND
DISKUSSION
.
133
INHALTSVERZEICHNIS
VII
5.
DER
PHASENBASIERTE
ANSATZ
ZUR
DISPARITAETSSCHAETZUNG
.
134
5.1
GRUNDLAGEN
DES
PHASENBASIERTEN
ANSATZES
.
135
5.1.1
DAS
KONSTANTE
FREQUENZMODELL
.
136
5.1.2
DAS
LOKALE
FREQUENZMODELL
.
136
5.1.3
ITERATIVE
PHASENBASIERTE
ANSAETZE
.
136
5.2
PHASENSINGULARITAETEN
.
139
5.2.1
SKALENRAUM-REPRAESENTATIONEN
.
139
5.2.2
NUMERISCHE
STABILITAET
DER
LOKALEN
PHASE
.
141
5.3
VERSCHIEDENE
BEHANDLUNGEN
DER
PHASENSINGULARITAETEN
IN
DER
LITERATUR
.
142
5.4
ADAPTIVES
FILTER-TUNING
.
143
5.4.1
FILTER-TUNING
MIT
DER
MOMENTANFREQUENZ
.
144
5.4.2
ITERATIVES
FILTER-TUNING
.
144
5.5
EXPERIMENTE
.
147
5.5.1
TESTDATEN
UND
METHODEN
.
147
5.5.2
EVALUIERUNG
DES
FILTER-TUNINGS
.
150
5.5.3
DISKUSSION
DER
RESULTATE
.
151
5.6
VARIANZANALYSE
DES
PHASENBASIERTEN
ANSATZES
.
158
5.6.1
VARIANZEN
DER
FILTERANTWORTEN
.
159
5.6.2
FEHLERVERSTAERKUNG
NACH
GAUSS
.
160
5.7
ZUSAMMENFASSUNG
UND
DISKUSSION
.
161
TEIL
III
SYSTEMKOMPONENTEN
-
AKTIVE
KAMERAKONTROLLE
UND
GREIFPLANUNG
162
6.
FIXATION
UND
OBJEKTVERFOLGUNG
.
163
6.1
MOTIVATION
UND
PROBLEMSTELLUNG
.
163
6.2
FIXATION
UND
VERFOLGUNG
IN
DER
LITERATUR
.
164
6.3
VORTEILE
ORTSVARIANTEN
SEHENS
FUER
DIE
FIXATION
.
166
6.4
EIN
ANSICHTENBASIERTES
VERFAHREN
ZUR
FIXATIONSKONTROLLE
.
169
6.4.1
DIE
ANSICHTENBASIERTE
FIXATIONSKONTROLLE
.
170
6.4.2
FIXATION
ALS
OPTIMIERUNGSAUFGABE
.
171
6.4.3
BESTIMMUNG
DER
GRADIENTEN
.
173
6.4.4
VERGLEICH
DES
ANSICHTENBASIERTEN
VERFAHRENS
MIT
DISPARITAETSBASIERTEN
ANSAETZEN
.
175
6.4.5
STABILITAETSANALYSE
DES
FIXATIONSREGLERS
.
176
6.4.6
DIE
ROLLE
DES
INTEGRATIONSBEREICHS
.
180
6.4.7
EIN
KONFIDENZBASIERTES
AHNLICHKEITSMASS
.
182
6.4.8
VORVERARBEITUNG
DER
BILDDATEN
.
186
6.4.9
EXPERIMENTE
ZUR
FIXATION
.
187
6.5
ZUSAMMENFASSUNG
UND
DISKUSSION
.
195
7.
AUFMERKSAMKEITSGESTEUERTE
KAMERAKONTROLLE
.
198
7.1
SELEKTIVE
WAHRNEHMUNG
IN
DER
LITERATUR
.
198
7.2
LOKALE
TIEFE
ALS
AUFMERKSAMKEITSERREGER
.
200
7.3
SELEKTION
EINES
NAECHSTEN
BLICKPUNKTES
.
202
7.3.1
DYNAMISCHE
NEURONALE
FELDER
.
202
7.3.2
ORTSVARIANTE
DYNAMISCHE
NEURONALE
FELDER
.
204
7.3.3
ANWENDUNG
ORTSVARIANTER
DYNAMISCHER
NEURONALER
FELDER
ZUR
BLICKPUNKT
SELEKTION
.
210
VIII
INHALTSVERZEICHNIS
7.4
SAKKADISCHE
KAMERABEWEGUNGEN
.
212
7.5
EXPERIMENTE
.
214
7.6
ZUSAMMENFASSUNG
UND
DISKUSSION
.
218
8.
PARTIELLE
TIEFENREKONSTRUKTION
UND
AKTIVE
KAMERAKONTROLLE
.
220
8.1
AKTIVE
KAMERABEWEGUNG
FUER
DIE
TIEFENSCHAETZUNG
.
220
8.1.1
FEHLERVERSTAERKUNG
UND
AKTIVE
KAMERABEWEGUNG
.
221
8.1.2
SCHAETZUNG
DES
OPTISCHEN
FLUSSES
.
223
8.1.3
FUSION
DER
TIEFENKARTEN
MIT
DEM
KALMAN-FILTER
.
225
8.1.4
ZUSAMMENFASSUNG
.
226
8.2
FUNKTIONSWEISE
DES
GESAMTSYSTEMS
.
226
8.2.1
KOOPERATION
DER
SYSTEMKOMPONENTEN
.
226
8.2.2
EVALUIERUNG
DER
TIEFENSCHAETZUNG
.
230
8.2.3
ZUSAMMENFASSUNG
.
236
8.3
ZUSAMMENFASSUNG
UND
DISKUSSION
.
236
9.
GREIFEN
UNBEKANNTER
OBJEKTE
AUF
DER
BASIS
VON
TIEFENREKONSTRUKTIONEN
.
237
9.1
GREIFEN
AUF
DER
BASIS
VISUELLER
INFORMATIONEN
.
238
9.2
EIN
NEUER
ANSATZ
ZUM
MODELLFREIEN
GREIFEN
AUF
DER
BASIS
VON
TIEFENDATEN
.
240
9.2.1
DIE
GREIFSTRATEGIE
.
240
9.2.2
EIN
WAHRSCHEINLICHKEITSTHEORETISCHER
ANSATZ
ZUM
GREIFEN
.
241
9.2.3
VERGLEICH
MIT
POTENTIALFELDMETHODEN
.
248
9.2.4
EXPERIMENTE
.
252
9.3
ZUSAMMENFASSUNG
UND
DISKUSSION
.
260
10.
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
.
262
10
1
ZUSAMMENFASSUNG
.
262
10.1.1
RETINO-KORTIKALE
ABBILDUNG
.
262
10.1.2
ORTSVARIANTE
BILDVERARBEITUNG
.
262
10.1.3
TIEFENREKONSTRUKTION
UND
PHASENBASIERTE
DISPARITAETSSCHAETZUNG
.
264
10.1.4
AKTIVE
KAMERAKONTROLLE
.
265
10.1.5
ANWENDUNG
AUF
DAS
GREIFPROBLEM
.
266
10.2
AUSBLICK
.
266
A.
MATHEMATISCHE
ERGAENZUNGEN
.
268
A.L
DIFFERENTIALGEOMETRIE
ORTSVARIANTER
KOORDINATENTRANSFORMATIONEN
.
268
A.2
AUFWANDSABSCHAETZUNG
DER
FILTERBANKMETHODE
(OKF)
.
270
A.3
AUFWANDSABSCHAETZUNG
DER
KOMBINIERTEN
GABORFILTERUNG
(ORF)
.
271
A.4
KOMBINIERTER
FALTUNGSKERN
DER
GAUSS
UND
GABORFILTERUNG
.
272
A.5
KALMAN-FILTER
.
272
A.5.1
DIE
KALMAN-FILTER
GLEICHUNGEN
.
273
A.5.2
DER
ERWEITERTE
KALMAN-FILTER
.
274
A.5.3
ROBUSTE
KALMAN-FILTERUNG
.
275
A.6
ADAPTIVE
GABORFILTERUNG
.
275
A.6.1
BESTIMMUNG
DES
GRADIENTEN
ZUR
MAXIMIERUNG
DER
AMPLITUDE
.
276
A.6.2
SUBPIXELGENAUE
GABORFILTERUNG
.
276
A.7
ERGAENZUNGEN
ZUM
WAHRSCHEINLICHKEITSTHEORETISCHEN
MODELL
DES
GREIFEN
.
278
LITERATURVERZEICHNIS
.
279 |
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