SigSys15 Start- und Stopplinienerkennung

Autor:
Betreuer: Prof. Schneider

Motivation

Eine Aufgabe beim Carolo Cup ist der "Rundkurs mit Hindernissen". Hierbei ist eine Startlinie zu überfahren und an eienr Stopplinie zu halten.

Ziel

Die Start- und Stoppline soll robust erkannt und unterschieden werden.

Aufgabe

1. Zeichnen Sie die Kamerasicht eines Rundkurses auf.
2. Lesen Sie diesen als Endlosschleife in Matlab ein.
3. Identifizieren Sie während der virtuellen Fahrt Start- und Stopplinien mit Matlab.
4. Vermeiden Sie Fehler ("false-positives").
5. Optimieren Sie die Rechenzeit Ihres Algorithmus.

Lösungen

Vorverarbeitende Maßnahmen

Video in einzelne Frames aufteilen

Video-Dateien belegen in Matlab sehr viel Arbeitsspeicher. Um während der eigentlichen Bildverarbeitung für Entlastung zu sorgen, ist es allerdings möglich das Video in seine einzelnen Frames zu zurlegen und diese jeweils abzuspeichern. Diese Bilder können dann während der Verarbeitung geladen werden. Auf diese Weise wird bei der Verarbeitung nicht mehr Speicher benötigt als für diesen Durchlauf erforderlich. Unter realen Bedingungen spielen diese Umstände allerdings keine Rolle, da es unsinnig wäre von der Kamara aufgenommene Bilder erst zwischenzuspeichern, um sie anschließend wieder zu laden. Hierbei könnten die Bilddaten direkt verarbeitet werden.

Der Arbeitsschritt das Video in Bilder zu teilen wird durch die Funktion Video2Img.m durchgeführt. Diese Funktion übernimmt dabei zusätzlich die Aufgabe den einzelnen Frames Namen zu geben anhand derer sie während der noch folgenden Schritte identifiziert werden können. Diese Namen setzen sich aus einer Zeichenkette zusammen deren Elemente "Frame_" und eine fortlaufende vierstellige Nummer z.B. "0001" sind.

Bild für die Verarbeitung vorbereiten

Bevor mit der eigentlichen Bildverarbeitung begonnen werden kann sind noch einige Schritte nötig. Dazu gehört auch das nächste zu verarbeitende Bild auszuwählen und zu laden. Dies geschieht anhand der fortlaufenden Nummerieriung die zuvor durchgeführt wurde.

Im Anschluss daran wird das Bild mit Hilfe der Kameraparameter VRM_Calib_15_05_14 entzerrt. Damit ist sicher, dass horizontale Linien im Bild auch wirklich horizontal sind und nicht durch die Verzerrung der Kamera gewölbt dargestellt sind. Der Effekt tritt zwar in den Randbereichen des Bildes stärker auf als in der Bildmitte, jedoch lässt sich auf diese Weise ausschließen, dass die Verzerrung einen Einfluss auf die weiteren Ergebnisse hat. Dieser Schritt kann bei älteren Matlab Versionen als 2014b zu Komplikationen führen, da diese womöglich die verwendete Funktion nicht bereitstellen.

Weblinks

Carolo Cup 2012 - Spatzenhirn (Uni Ulm)

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