Kamerabasierte Identifizierung und Lokalisierung von Gegenständen für flexible Roboter

Abstract

In dieser Arbeit wird eine bildbasierte Erkennung und Lokalisierung von Gegenständen vorgestellt. Einmalig muss dafür eine 3D-Oberflächenrekonstruktion für jeden Gegenstand erfolgen, wobei jedem Oberflächenpunkt gegenstands-spezifische Merkmale zugeordnet werden. Die Rekonstruktion basiert auf perspektivisch unterschiedlichen Kameraaufnahmen. In den Aufnahmen werden Merkmale gesucht, welche in anderen Aufnahmen zuverlässig wiedererkannt werden können. Dies ermöglicht die Suche nach Merkmalskorrespondenzen zwischen Bildern, wodurch die 3D-Rekonstruktion erfolgt. Auf Basis des resultierenden 3D-Merkmalsmodells (Oberflächenpunkte + Merkmale) kann ein Gegenstand in einem beliebigen Bild identifiziert und seine räumliche Lage und Orientierung bestimmt werden. Des Weiteren kommt ein Knickarm-Roboter für Mobilisierungstätigkeiten zum Einsatz. Mit dem Wissen über die räumliche Lage und Orientierung sind dadurch Greif- und Bewegungsvorgänge an Gegenständen durchführbar.

This thesis presents a camera-based identification and localization of objects. In this regard, a unique 3d surface reconstruction is performed for each object, in which object-specific features are assigned to each surface point. The reconstruction is based on different perspective camera views. In these images, features are extracted which can be reliably detected in other views. This allows finding of feature correspondences between images, thereby enabling the 3d reconstruction. The so-called 3d feature model (surface points + features) is used to identify an object in an arbitrary image and to determine its spatial position and orientation. Furthermore, an articulated robot performs mobilization activities. With the known spatial pose, gripping and moving operations can be performed on objects.