Projekte.RoboVison (Struktur)

RoboVision

Entwicklung, Programmierung und Erprobung von Bildverarbeitungsalgorithmen der Robotik.
Inhalt und Ziele
Mit Kameramoduln, FPGAs und Speicherschaltkreisen sollen unterschiedliche Bildverarbeitungsaufgaben gelöst werden. Zur Vorbereitung dieser Aufgaben wurden zwei Typen von Ansteckbaugruppen für die Digitent-FPGA-Versuchsbaugruppen aus dem Praktikum entwickelt:
  • Kamerabaugruppe
  • Monitoransteuerung
und ein VHDL-Referenz-Design, mit den Funktionen:
  • Kameraprogrammierung über einen spezielle I2C-verwandten seriellen Bus
  • Einlesen und Abspeichern der Bilder vom Kamerasensor
  • Bildausgabe auf den Monitor
  • einfache Positionskennzeichnung eines Leuchtpunktes von einer Infrarot-Leuchtdioden
entwickelt.

Themenvergabe für Studienleistungen

Die Bildverarbeitung in der Robotik dient vor allem zur Objekterkennung und zur Gewinnung räumlicher Informationen:
  • Positionsbestimmung der Roboter
  • Positionsbestimmung anderer Objekte, z.B. des Balls beim Roboterfußball
  • Hinderniserkennung
  • Kartographie der Umgebung, etc.

Ortung von blinkenden Infrarot-Leuchtdioden, die sich parallel zur Bildebene bewegen

Die Aufgaben zur Gewinnung räumlicher Informationen aus Bildern sind mathematisch schlecht gestellt. Das Ergebnis hängt weder stetig von den Eingaben ab noch ist es eindeutig. Gerinfügige Änderungen im Bild eröffnet sprunghaft neue Interpretationsmöglichkeiten. Die hier gestellte Aufgabe gehört zu den Ausnahmen, die algorithmisch gut zu beherrschen sind.

Auf den Robtern werden (mehrere) Infrarot-Leuchtdioden montiert, die synchron zum Bildwechsel ein- und ausgeschaltet werden. Ein Infrarot-Filtern vor der Kamera unterdrückt sichtbares Licht, so dass die Leuchtdioden helle Flecke auf einem fast schwarzen Hintergrund erzeugen. Die Roboter bewegen sich parallel zur Bildebene, so dass die Lichtpunkte eine einheitliche Größe haben und die Bildpositionen einfach in Spielfeldpositionen umgerechnet werden können. Das erste Ziel ist es, ein System zu entwickeln, das für alle von LEDs erzeugten Lichtpunkte in einem Bild den Mittelpunkt bestimmt, idealerweise mit einem halben oder einem virtel Pixel Auflösung. Nachfolgende Aufgaben sind, die bewegten Punkte in den Bildfolgen zu verfolgen und aus dem "Blinkrythmus" jeden bewegten Punktdie Leutdiodennummen zuzuordnen.

Teilnehmer: (max. 4 Teinehmer)

Betreuung: G. Kemnitz, C. Giesemann


Autor: gkemnitz, Letzte Änderung: 06.07.2009 17:13:53

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