3-D-Umgebungserfassung für teil-autonome mobile Roboter:
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Stuttgart
Fraunhofer-Verl.
2014
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| Schriftenreihe: | Stuttgarter Beiträge zur Produktionsforschung
28 |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XX, 137 S. Ill., graph. Darst. 210 mm x 148 mm |
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|---|---|
| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG 1
1.1 PROBLEMSTELLUNG UND MOTIVATION 1
1.2 ZIELSETZUNG UND VORGEHENSWEISE 2
2 AUSGANGSSITUATION 5
2.1 DEFINITIONEN UND BEGRIFFE 5
2.2 ANWENDUNGSFELDER FUER MULTIFUNKTIONALE MOBILE SERVICEROBOTER S
2.2.1 ERFUELLUNG VON HAUSHALTSAUFGABEN 6
2.2.2 ANWENDUNGEN IM GEWERBLICHEN UMFELD 7
2.2.3 ERKUNDEN UND BERGEN BEI KATASTROPHEN 8
2.2.4 ERKUNDUNG UND PROBENENTNAHME BEI WELTRAUMMISSIONEN 8
2.2.5 BEWERTUNG DER ANWENDUNGSFELDER UND ABGRENZUNG DER ARBEIT 9
3 ANALYSE DER AUFGABENSTELLUNG UND ABLEITUNG VON ANFORDERUNGEN 13
3.1 ANFORDERUNGEN FUER NAVIGATION UND MANIPULATION 13
3.2 ANFORDERUNGEN FUER VISUALISIERUNG UND INTERAKTION 14
3.3 ANFORDERUNGEN FUER DIE PLANUNG VON AKTIONEN 14
3.4 WEITERE ANFORDERUNGEN 15
4 STAND DER TECHNIK 17
4.1 3-D-TIEFENBILDKAMERAS 17
4.1.1 KAMERAS NACH DEM PRINZIP DER PHASENVERSCHIEBUNG 17
4.1.2 KAMERAS NACH DEM PRINZIP DER TRIANGULATION 20
4.1.3 BEWERTUNG DER 3-D-TIEFENBILDKAMERAS 22
4.2 UMGEBUNGSERFASSUNG IN DER SERVICEROBOTIK 23
4.2.1 3-D-UMGEBUNGSERFASSUNG IN DER TELEOPERATION 23
4.2.2 3-D-UMGEBUNGSERFASSUNG IN DER AUTONOMEN ROBOTIK 25
4.3 EINZELTECHNOLOGIEN FUER 3-D-UMGEBUNGSERFASSUNG 28
4.3.1 VORVERARBEITUNG 28
4.3.2 NACHBARSCHAFTSSUCHE IN PUNKTWOLKEN 30
4.3.3 NORMALENVEKTOREN 30
4.3.4 RAUSCHFILTER 31
4.3.5 3-D-MERKMALE 32
4.3.6 REGISTRIERUNG 33
4.3.7 SEGMENTIERUNG 34
4.3.8 OBERFLAECHENREKONSTRUKTION 36
4.4 KARTENREPRAESENTATIONEN 36
4.5 UEBERTRAGUNG VON 3-D-DATEN UEBER NETZWERKE 38
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X
INHALTSVERZEICHNIS
4.6 ANSAETZE ZUM TEIL-AUTONOMEN BETRIEB 39
4.7 FOLGERUNGEN AUS DEM STAND DER TECHNIK 40
5 ENTWURF DES VERFAHRENS ZUR 3-D-UMGEBUNGSERFASSUNG 43
5.1 ANWENDUNGSSZENARIO UND ZIELROBOTERSYSTEM 43
5.2 KONZEPTION DES VERFAHRENS ZUR 3-D-UMGEBUNGSERFASSUNG 43
5.2.1 ENTWURF DER REPRAESENTATION FUER DAS UMGEBUNGSMODELL 44
5.2.2 VERARBEITUNGSSCHRITTE ZUR ERZEUGUNG DER REPRAESENTATION 46
6 ENTWURF UND UMSETZUNG DER EINZELKOMPONENTEN 49
6.1 NACHBARSCHAFTSSUCHE IN PUNKTWOLKEN 49
6.1.1 BEWERTUNG 50
6.2 PUNKTNORMALEN 51
6.2.1 VERGLEICH DER VERFAHREN ZUR BERECHNUNG VON NORMALENVEKTOREN 51
6.3 RAUSCHFILTER 53
6.3.1 AMPLITUDEN-UND ABRISSKANTENFILTER FUER TOF-KAMERAS 53
6.3.2 ALLGEMEINE RAUSCHFILTER 57
6.3.3 AUFBAU EINER FILTERKASKADE 59
6.4 REGISTRIERUNG 60
6.4.1 FAST RANGE IMAGE REGISTRATION (FRIR) 61
6.4.2 EVALUIERUNG 66
6.5 3-D-PUNKTMERKMALE 71
6.5.1 RADIUS-BASED SURFACE DESCRIPTOR (RSD) 72
6.5.2 PRINCIPAL CURVATURES (PC) 73
6.5.3 FAST POINT FEATURE HISTOGRAMS (FPFH) 74
6.5.4 KLASSIFIZIERUNG VON OBERFLAECHENPUNKTEN 76
6.5.5 EVALUIERUNG 77
6.6 SEGMENTIERUNG 80
6.6.1 EBENENSEGMENTIERUNG MIT RANSAC (ERS) 81
6.6.2 GRAPH-BASIERTES REGION GROWING UND PUNKTKLASSIFIKATION (GRG) 82
6.6.3 EVALUIERUNG 87
6.7 AUFBAU EINER GEOMETRISCHE KARTE 93
6.7.1 VERARBEITUNG VON EBENENPOLYGONEN 93
6.7.2 VERARBEITUNG VON ZYLINDERN 94
6.7.3 EVALUIERUNG 97
7 VERKNUEPFUNG DER EINZELKOMPONENTEN UND VALIDIERUNG 103
7.1 VERKNUEPFUNG DER EINZELKOMPONENTEN 103
7.2 UEBERTRAGUNG DES UMGEBUNGSMODELLS UBER EIN NETZWERK 103
7.3 UEBERPRUEFUNG DER ANFORDERUNGEN 105
7.4 VALIDIERUNG DER FUNKTIONALITAET 107
7.4.1 VALIDIERUNG IN DER SIMULATION 107
7.4.2 VALIDIERUNG AUF CARE-O-BOT 3 107
7.5 ANWENDUNGSBEISPIEL *HOL- UND BRINGDIENST 109
INHALTSVERZEICHNIS
XI
8 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 111
A EVALUIERUNG VON KLASSIFIZIERUNGSPROBLEMEN 113
B DATENSATZ FUER DIE EVALUIERUNG 115
C PRINCIPAL COMPONENT ANALYSIS (PCA) 117
D BASISGEOMETRIEN 119
D.L EBENE 119
D.2 ZYLINDER 120
LITERATURVERZEICHNIS 121
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| author | Arbeiter, Georg |
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