Diploma Thesis DIP-1497

BibliographySielaff, Martin: Untersuchung grundlegender Methoden zur Integration verschiedenartiger Sensoren am Beispiel einer Kartengenerierung.
University of Stuttgart, Faculty of Computer Science, Diploma Thesis No. 1497 (1997).
104 pages, german.
CR-SchemaI.2.10 (Vision and Scene Understanding)
I.4.8 (Image Processing Scene Analysis)
I.4.10 (Image Representation)
I.5.4 (Pattern Recognition Applications)
Abstract

Am Institut für Systemdynamik und Regelungstechnik der Universität Stuttgart wird ein integriertes Navigationssystem für Binnenschiffe entwickelt. Dieses Navigationssystem verwendet verschiedene Wissensbasen, die a~priori bekannte Informationen zur Schiffsführung enthalten. Von besonderer Bedeutung ist hierbei eine elektronische Karte der Wasserstraße. Sie enthält Uferlinien, Informationen über die Flußlandschaft, wie zum Beispiel Brücken, Schleusen oder Radartonnen und Informationen für die Navigation in Form von Fahrrinnenbegrenzungen und Leitlinien für die Berg- und Talfahrt.

Diese Flußkarten werden bisher ausgehend von amtlichen Papierkarten von Hand digitalisiert. Diese Vorgehensweise ist vor allem dann problematisch, wenn keine amtlichen Karten vorliegen oder bauliche Veränderungen durchgeführt wurden. Aus diesem Grund sollen Möglichkeiten geschaffen werden, die benötigten Flußkarten automatisch zu erstellen. Bisher ist eine rein radarbasierte Kartenerstellung möglich.

Da die Informationen eines einzelnen Sensors meistens unvollständig und unpräzise sind, werden Methoden untersucht, die Informationen verschiedenartiger Sensoren, wie Radar, Stereo-Bildverarbeitung und Laserscanner zu kombinieren.

Es wird ein Konzept zur Sensorintegration vorgestellt, das auf dem Aufbau eines Netzwerkes von logischen Sensoren beruht. Jeder logische Sensor ist definiert durch eine Menge von Eingängen, eine oder mehrere Methoden zur Verarbeitung der Daten und einen Ausgang. Teilweise erfolgt in den logischen Sensoren auch eine zeitliche Verarbeitung, das heißt die Ausgabe wird als Eingang zurückgeführt. Durch das sukzessive Zusammenschalten der Ein- und Ausgänge entsteht ein Netzwerk, in dem die physikalischen Sensoren die unterste Ebene bilden.

An diesen schließen sich weitere logische Sensoren an, die diese Daten weiterverarbeiten. Die realen Messungen werden damit in verschiedene Arten, wie zum Beispiel Uferlinie und Ufersteigung, unterteilt. Ziel dieser Vorgehensweise ist es, einen möglichst großen Synergieeffekt zu erreichen.

Der Fehler in einer Ufermessung hängt stark davon ab, ob das Flußufer flach oder steil ist. Da zum Beispiel das Radargerät die Beschaffenheit des Ufers nicht erkennt, kann erst durch die Fusion der Ufermessungen mit Informationen über Ufersteigungen der erwartete Fehler genau eingeschätzt werden.

Aufgrund der Genauigkeitsanforderungen an die Karte wird für die Uferrepräsentation ein gitterbasierter Ansatz gewählt. Das Gitter kann die Ufermessungen verschiedener Sensoren aus aufeinanderfolgenden Zeitschritten aufnehmen.

Es hat sich gezeigt, daß das Verfahren genauer ist als der bisher verwendete merkmalsbasierte Ansatz. Selbst kleine Strukturen, wie zum Beispiel Steiger, sind deutlich im Gitter wiederzuerkennen.

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Department(s)University of Stuttgart, Institute of Parallel and Distributed High-Performance Systems, Image Understanding
Entry dateJune 30, 1997
   Publ. Computer Science