Kamerabasierte Präzisionsnavigation mobiler Systeme im Indoor-Bereich

Abstract

Die Grundlage der Navigation von mobilen Systemen bildet die Positionsbestimmung. Für die Navigation im Innenraum spielt die Präzision eine sehr große Rolle,weil sie oft auf engem Raum statt findet. Diese Arbeit gibt einen Überblick vorhandener Techniken zur Positionsbestimmung im Indoor-Bereich und bewertet diese anhand von aufgestellten Anforderungen der Navigation in Räumen bis hin zur Größe von Lagern. Es wird eine kamerabasierte Lösung der Posenbestimmung aufbauend auf einem 13 Parameter 3D-Kameramodell entwickelt, welche sich durch eine Genauigkeit im Bereich von Millimetern und eine leichte Kalibrierbarkeit auszeichnet. DesWeiteren ist die Lösung aufgrund der sechs Freiheitsgrade auf jede Art von Plattform portierbar. Zusätzlich wird das Konzept auf einer mobilen Plattform als Beleg der Konzeption realisiert. Abschließend erfolgt eine Auswertung der Ergebnisse bezüglich der Genauigkeit und der Abtastrate gemessen auf der mobilen Plattform.

Pose estimation provides the basis of mobile systems navigation. Especially for indoor navigation precision is highly important due to small distances. This thesis gives an overview of existing positioning techniques in the indoor area and evaluates these with respect to the requirements of navigation in areas ranging from small rooms up to areas of the size of warehouses. A camera-based solution employing a thirteen parameters 3D camera model is being developed, featuring a system which is easy to calibrate while having an accuracy of a few millimeters. The solution presented in this thesis is portable to any kind of platform due to the six degrees of freedom (6DoF) in translation and rotation. As a proof of concept it is being realized on a mobile platform. Finally the results which have been measured on the mobile platform will be evaluated with regard to precision and sampling rate.