OSE - Objekt - und Spurerkennung: Unterschied zwischen den Versionen

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'''Autoren:''' Hendrik Steffen, Sven Posner <br/>
'''Betreuer:''' [[Benutzer:Ulrich_Schneider| Prof. Schneider]]<br/>
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→ zurück zum Hauptartikel: [[Praktikum SDE]] <br>
<br>


= Aufbau dieser Seite=


=Einleitung=
Dieser Artikel ist eine Übersichtsseite, in der auf alle relevanten Artikel zur Objekt und Spurerkennung verwiesen wird. <br>
Diese Seite soll, insbesondere einem neuen Jahrgang als Einstieg und Orientierung dienen und die hier beschriebenen Softwarestände sollen mit denen im SVN Archiv übereinstimmen. <br>
''' Alle Links und Informationen auf dieser Seite bitte aktuell halten''' <br>


= '''OSE Softwareumgebung'''=
In diesem Artikel wird der aktuelle Softwarestand detailliert beschrieben
<br>
'''Hier gehts zu Artikel'''    [[Datei:Ezgif-3-aa149494be25.gif]] [https://wiki.hshl.de/wiki/index.php/OSE_Softwareumgebung Aktuelle Softwareumgebung für das OSE-Programm]


=Inverse Perspective Mapping=
= VRmagic Kamera einrichten =
Bei der Verwendung einer Kamera zur Fahrspurerkennung ergibt sich immer das Problem der perspektischen Verzerrung. Grund dafür ist, dass bei der Projektion aus dem 3D-Weltkoordinatensystem in das 2D-Koordinatensystem des Bildes Information verloren gehen. Das Inverse Perspective Mapping (IPM) bietet eine Möglichkeit die verloren gegangenen Daten zu rekonstruieren und das Bild in entzerrter Vogelperspektive darzustellen.
In diesem Artikel befinden sich Erläuterungen wie die VRmagic Kamera auf dem Fahrzeug benutzt werden kann.<br>
'''Hier gehts zu Artikel'''    [[Datei:Ezgif-3-aa149494be25.gif]]  [https://wiki.hshl.de/wiki/index.php/Inbetriebnahme_der_VRmagic_Kamera Inbetriebnahme der VRmagic Kamera]


[[Datei:SDE IPM.png|left]]
= Open CV installation =
In diesem Artikel wird die Einbindung der OpenCV Bibliotheken in ein Visual Studio Programm beschrieben.
<br>
'''Hier gehts zu Artikel'''    [[Datei:Ezgif-3-aa149494be25.gif]] [https://wiki.hshl.de/wiki/index.php/Einrichten_von_OpenCV_in_Visual_Studio Installation von OpenCV in Visual Studio]
= Objekterkennung mit dem Hokuyo LiDAR vom WS2022/2023=
In diesem Artikel befinden sich Erläuterungen und Dokumentationen für die Verwendung des Hokuyo LiDARs.<br>
'''Hier gehts zu Artikel'''    [[Datei:Ezgif-3-aa149494be25.gif]]  [https://wiki.hshl.de/wiki/index.php/OSE_Hokuyo-Lidar_Objekterkennung OSE Hokuyo-LiDAR Objekterkennung]


Dabei wird das Bild unter Verwendung von geometrischen Beziehungen aus dem Weltkoodinatensystem W = {(x,y,z)} in ein volgelperspektivisches Bild I = {(u,v)} transformiert. Dabei ist die die y-Komponente, wie auch in der Abbildung zu sehen ist, stets 0. Das liegt daran das eindeutige Zuordnung der Punkte nicht ohne Weiteres möglich, da schließlich Informationen verloren gegangen sind. Da hierbei Straßenlinien gefunden werden sollen, kann die Annahme getroffen, dass alle Punkte auf dem Boden und damit auf y = 0 liegen müssen.
= Test =
Im Fall nicht ebenen Straßen gilt diese Annahme nicht und fürht daher zu Fehlern. Das bedeutet, dass das IPM beispielsweise bei Straßen in Gebirgen nicht geeignet ist. Auch möglicherweise vor einem fahrende andere Fahrzeuge liegen nicht in der Bodenebene und sind in der Vogelperspektive verzerrt dargestellt. Der Abstand zu ihnen kann aber bestimmt werden.
'''Hier gehts zu Artikel'''    [[Datei:Ezgif-3-aa149494be25.gif]][[OSE - Objekt - und Spurerkennung: Test der Spurparameter-Ermittlung in der Simulation]]
Außerdem müssen damit das IPM fehlerfrei funktioniert noch andere Anforderungen erfüllt sein. Position und Ausrichtung der Kamera müssen bekannt sein und es muss der Punkt auf dem Horizont fokussiert werden in dem sich die Fahrspuren zu schneiden scheinen, was wiederum erfordert, dass die Straße in der Mitte des Bildes liegt. Ist das nicht der Fall erhält man keine einwandfreien Ergebnisse, da die Straße immer noch eine perspektivische Verzerrung aufweist.


'''Hier gehts zu Artikel'''    [[Datei:Ezgif-3-aa149494be25.gif]][[OSE - Objekt - und Spurerkennung: Test der Spurparameter-Ermittlung am Fahrzeug]]




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= Veraltete Softwarestände und Artikel =


In diesem Abschnitt folgen veraltete Wiki Artikel zu Softwareständen, die nicht mehr existieren. <br>
Die Softwarestände wurden mit Revison 6746 aus dem SVN Archiv gelöscht


<div class="mw-collapsible mw-collapsed">


== Alter LiDAR-Wiki Artikel ==
'''Hier gehts zu Artikel'''    [[Datei:Ezgif-3-aa149494be25.gif]]  [https://wiki.hshl.de/wiki/index.php/Objekterkennung_mit_Laserscanner Hokuyo LiDAR Objekterkennung (alt)]


== Kamerakalibrierung ==


Ein Beispiel für gutes Ergebnis des IPM ist in Abbildung 1 zu sehen. [1]
'''Neuer Ansatz incl. extrinsische Kalibrierung'''
[[Datei:SED IPM2.png|mini|400px|center|Abbildung 1: Straße aus Vogelperspektive]]


=Operatoren zur Kantenerkennung im Vergleich=
In diesem Artikel wird die intrinsische und extrinsische Kalibrierung der Kamera beschrieben. Dazu wird die OpenCV Bibliothek in einem C/C++ Programm verwendet.<br>
'''Hier gehts zu Artikel'''    [https://wiki.hshl.de/wiki/index.php/Kalibrierung_der_Kamera Kalibrierung der Kamera]


[[Datei:Kantenerkennung operatoren.png]]
'''Alter Ansatz'''


=Quellen weiterführende Links=
In diesem Artikel findet sich die Beschreibung wie die Kameraparameter bestimmt werden können. Als Tool wird hier die Camera Calibrator Toolbox von Matlab verwendet.
[1] SVN\SDE_Praktikum\Literatur\Inverse Perspective Transformation: ipm_paper_direkt<br />
<br>
"Decomposing and composing a 3×3 rotation matrix" [http://nghiaho.com/?page_id=846]<br />
'''Hier gehts zu Artikel'''      [https://wiki.hshl.de/wiki/index.php/Kameraparametrierung Kameraparametrierung]
"Grundlegende mathematische Verfahren der 3D-Visualisierung"[http://www.3dsource.de/deutsch/3Dmathe.htm]<br />
"Caltech Lane Detection Software"[http://vision.caltech.edu/malaa/software/research/caltech-lane-detection/]<br />
"Rekonstruktion 3D - Koordinaten aus Kamerabild"[http://www.gomatlab.de/rekonstruktion-3d-koordinaten-aus-kamerabild-mit-nebenbed-t24440.html]<br />


= Fazit & Ausblick =
== Draufsichterstellung ==
Das Carolo-Cup Fahrzeug ist nun in der Lage die Fahrspur zu erkennen und zu tracken. Allerdings liegen noch Abstimmungsprobleme vor, die bisher verhindern, dass das ermittelte Spurpolynom an die Bahn -und Spurfürhrung übergeben wird. Der Spursuchealgorithmus verwendet nun einen zentralperspektivischen Ansatz, um die gefundenen Spurdaten in das körperfeste Koordinatensystem zu überführen, da dieser zuverlässigere und vor allem plausiblere Ergebnisse lieferte als die bisher genutzte Koordinatentransformation.  
In diesem Artikel wird die Draufsichterstellung für das Fahrzeug erläutert.
Die nächsten Schritte bestehen darin die Probleme bei der Übertragung der Spurdaten zu lösen, den Status der Objekterkennung zu überprüfen und diese in Betrieb zu nehmen.
<br>
'''Hier gehts zu Artikel'''  [https://wiki.hshl.de/wiki/index.php/Draufsichterstellung Draufsicht]


== Fahrspurerkennung ==
In diesem Artikel ist die Fahrspurerkennung dokumentiert, welche momentan auf dem Fahrzeug implementiert ist.
<br>
'''Hier gehts zu Artikel'''    [https://wiki.hshl.de/wiki/index.php/Fahrspurerkennung Fahrspurerkennung]


== Feedback zum Artikel ==
== Berechnung des Spurpolynoms ==
Dieser beschreibt die Berechnung des Spurpolynoms in Matlab und den Aufruf des in C/C++ generierten Codes.
<br>
'''Hier gehts zu Artikel'''    [https://wiki.hshl.de/wiki/index.php/Berechnung_des_Spurpolynoms#Link_zum_Quelltext_und_zum_Komponententest_in_SVN Berechnung des Spurpolynoms]


== Übertragen des Spurpolynoms ==
In diesem Artikel ist die Kommunikation zwischen dSpace Karte und Computer über die RS232, zur Übertragung des Spurpolynoms, dargestellt.
<br>
'''Hier gehts zu Artikel'''      [https://wiki.hshl.de/wiki/index.php/Übertragen_des_Spurpolynoms#Link_zum_Quelltext_und_zum_Komponententest_in_SVN Übertragen des Spurpolynoms]


--[[Benutzer:Mirekgoebel|Prof. Dr. Mirek Göbel]] ([[Benutzer Diskussion:Mirekgoebel|Diskussion]]) 13:54, 8. Aug. 2014 (CEST)
== Simulationsumgebung für die Objekt- und Spurerkennung  ==
* Projektplan etc. nichts ins Wiki!
In diesem Artikel wird die Simulationsumgebung für die Objekt- und Spurerkennung vorgestellt.
* Originaldaten der Bilder fehlen (zum ggf. Nacharbeiten)
<br>
'''Hier gehts zu Artikel'''    [https://wiki.hshl.de/wiki/index.php/Simulationsumgebung_für_die_Objekt-_und_Spurerkennung Simulationsumgebung für die Objekt- und Spurerkennung]
 
== Stopplinienerkennung  ==
In diesem Artikel wird die Stopplinienerkennung vorgestellt.
<br>
'''Hier gehts zu Artikel'''      [https://wiki.hshl.de/wiki/index.php/Stopplinienerkennung_mit_Hough-Transformation Stopplinienerkennung]
 
</div>
 
=Archiv bisheriger Arbeit (sehr alte Artikel) =
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
== [[Alter Ansatz OSE-Objekt- und Spurerkennung]] ==
== [[Zentralperspektive "Umrechnung von Bild- zu Weltkoordinaten"]] (aktuell verwendeter Ansatz) ==


=Archiv bisheriger Arbeit =
== [[Zentralperspektive "Umrechnung von Bild- zu Weltkoordinaten"]] ==
== [[Spurerkennung]] (vorheriger Ansatz) ==
== [[Spurerkennung]] (vorheriger Ansatz) ==
== [[Objekterkennung mit Laserscanner]] ==
== [[Objekterkennung mit Laserscanner]] ==
== [http://193.175.248.52/wiki/index.php/Objekterkennung_mit_RP_Lidar_A1M8 Objekterkennung mit RP Lidar A1M8] ==


== [[Objekterkennung mit Kamera]] ==
== [[Objekterkennung mit Kamera]] ==


</div>


= Einzelnachweise =
<references/>


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→ zurück zum Hauptartikel: [[Praktikum_SDE|Praktikum SDE]]
→ zurück zum Hauptartikel: [[Praktikum_SDE|Praktikum SDE]]

Aktuelle Version vom 11. Januar 2023, 09:18 Uhr

Autoren: Hendrik Steffen, Sven Posner
Betreuer: Prof. Schneider

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Aufbau dieser Seite

Dieser Artikel ist eine Übersichtsseite, in der auf alle relevanten Artikel zur Objekt und Spurerkennung verwiesen wird.
Diese Seite soll, insbesondere einem neuen Jahrgang als Einstieg und Orientierung dienen und die hier beschriebenen Softwarestände sollen mit denen im SVN Archiv übereinstimmen.
Alle Links und Informationen auf dieser Seite bitte aktuell halten

OSE Softwareumgebung

In diesem Artikel wird der aktuelle Softwarestand detailliert beschrieben
Hier gehts zu Artikel Aktuelle Softwareumgebung für das OSE-Programm

VRmagic Kamera einrichten

In diesem Artikel befinden sich Erläuterungen wie die VRmagic Kamera auf dem Fahrzeug benutzt werden kann.
Hier gehts zu Artikel Inbetriebnahme der VRmagic Kamera

Open CV installation

In diesem Artikel wird die Einbindung der OpenCV Bibliotheken in ein Visual Studio Programm beschrieben.
Hier gehts zu Artikel Installation von OpenCV in Visual Studio

Objekterkennung mit dem Hokuyo LiDAR vom WS2022/2023

In diesem Artikel befinden sich Erläuterungen und Dokumentationen für die Verwendung des Hokuyo LiDARs.
Hier gehts zu Artikel OSE Hokuyo-LiDAR Objekterkennung

Test

Hier gehts zu Artikel OSE - Objekt - und Spurerkennung: Test der Spurparameter-Ermittlung in der Simulation

Hier gehts zu Artikel OSE - Objekt - und Spurerkennung: Test der Spurparameter-Ermittlung am Fahrzeug









Veraltete Softwarestände und Artikel

In diesem Abschnitt folgen veraltete Wiki Artikel zu Softwareständen, die nicht mehr existieren.
Die Softwarestände wurden mit Revison 6746 aus dem SVN Archiv gelöscht

Alter LiDAR-Wiki Artikel

Hier gehts zu Artikel Hokuyo LiDAR Objekterkennung (alt)

Kamerakalibrierung

Neuer Ansatz incl. extrinsische Kalibrierung

In diesem Artikel wird die intrinsische und extrinsische Kalibrierung der Kamera beschrieben. Dazu wird die OpenCV Bibliothek in einem C/C++ Programm verwendet.
Hier gehts zu Artikel Kalibrierung der Kamera

Alter Ansatz

In diesem Artikel findet sich die Beschreibung wie die Kameraparameter bestimmt werden können. Als Tool wird hier die Camera Calibrator Toolbox von Matlab verwendet.
Hier gehts zu Artikel Kameraparametrierung

Draufsichterstellung

In diesem Artikel wird die Draufsichterstellung für das Fahrzeug erläutert.
Hier gehts zu Artikel Draufsicht

Fahrspurerkennung

In diesem Artikel ist die Fahrspurerkennung dokumentiert, welche momentan auf dem Fahrzeug implementiert ist.
Hier gehts zu Artikel Fahrspurerkennung

Berechnung des Spurpolynoms

Dieser beschreibt die Berechnung des Spurpolynoms in Matlab und den Aufruf des in C/C++ generierten Codes.
Hier gehts zu Artikel Berechnung des Spurpolynoms

Übertragen des Spurpolynoms

In diesem Artikel ist die Kommunikation zwischen dSpace Karte und Computer über die RS232, zur Übertragung des Spurpolynoms, dargestellt.
Hier gehts zu Artikel Übertragen des Spurpolynoms

Simulationsumgebung für die Objekt- und Spurerkennung

In diesem Artikel wird die Simulationsumgebung für die Objekt- und Spurerkennung vorgestellt.
Hier gehts zu Artikel Simulationsumgebung für die Objekt- und Spurerkennung

Stopplinienerkennung

In diesem Artikel wird die Stopplinienerkennung vorgestellt.
Hier gehts zu Artikel Stopplinienerkennung

Archiv bisheriger Arbeit (sehr alte Artikel)

Alter Ansatz OSE-Objekt- und Spurerkennung

Zentralperspektive "Umrechnung von Bild- zu Weltkoordinaten" (aktuell verwendeter Ansatz)

Spurerkennung (vorheriger Ansatz)

Objekterkennung mit Laserscanner

Objekterkennung mit RP Lidar A1M8

Objekterkennung mit Kamera

Einzelnachweise


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