Institut für Raumbezogene Informations- und Messtechnik
Hochschule Mainz - University of Applied Sciences

Suche

Polat, SongĂŒl

Publikationen

2014

Registrierung von 3D Punktwolken via 2D Korrespondenz fĂŒr ein kombiniertes Messsystem

2014

Mathias Burger, SongĂŒl Polat, Burkhard Tietz, F Boochs

PDF

Oldenburger 3D-Tage
<p>Ein Messsystem, bestehend aus einem 3D-Sensor (z.B. TOF) und einem höher auflösenden 2D-Sensor (RGB- oder Monochromkamera) kombiniert die Echtzeiterfassung von 3D-Geometrien mit der hohen Informationsdichte der OberflĂ€chentextur. Dabei stehen beide Sensoren in einer festen relativen Beziehung zueinander, die sich ĂŒber Standardmethoden der Photogrammetrie bestimmen lĂ€sst. Sie bildet die Grundlage fĂŒr die rechnerische Übertragung von 2D-Tracking und Merkmalsextraktion auf die 3D-Geometrie. Ziel ist, in Echtzeit, bei sequenzieller 3D-Aufnahme, ein homogenes und rauschreduziertes dreidimensionales Gesamtmodell zu generieren.</p><p>Hohes Rauschen, nicht modellierte Systematiken und frequente MessausfĂ€lle verhindern das Funktionieren etablierter Registrierverfahren. Diese, nur auf 3D-Daten basierende Verfahren, berechnen eine Grobregistrierung ĂŒber homologe 3D-Merkmalspunkte und eine Feinregistrierung ĂŒber ICP. Im Rahmen der hier vorgestellten Lösung wurden Maßnahmen zur Rauschkompensation und Steigerung der Robustheit konzipiert und entwickelt. Die Registrierung wird aus 2D-Korrespondenzen geschĂ€tzt. Dazu werden ĂŒber Merkmalsoperatoren bestimmte homologe Bildpunkte durch die relative Orientierung mit reprĂ€sentativen 3D-Punkten in Verbindung gebracht. Aus den reprĂ€sentativen 3D-Punkten wird eine rĂ€umliche Transformation geschĂ€tzt. Da mit einer Vielzahl von korrespondierenden Punkten geschĂ€tzt wird, sind Rauschen und PunktausfĂ€lle weniger problematisch. Die Gesamtregistrierung wird zur Steigerung der Robustheit und Genauigkeit ĂŒber korrespondierende Ebenen vorgenommen. Dazu werden Ebenen im 3D mit einem eigens entwickelten Segmentierungsalgorithmus ermittelt und die Korrespondenz ĂŒber Ebenen- und PunkthaufenĂ€hnlichkeit hergestellt. Die Ebenenregistrierung ist ein flĂ€chenbasierter Ansatz, dessen ZuverlĂ€ssigkeit grundsĂ€tzlich gegenĂŒber punktbasierten AnsĂ€tzen nicht von Punktvarianz beeintrĂ€chtigt wird.</p>