Objekt-Metadaten
Untersuchung und Entwicklung von Algorithmen zur Stereobildauswertung für die Erfassung von Objekten im Umfeld von Fahrzeugen und Realisierung einer Hindernisdetektion in Echtzeit mittels einer Hardwareimplementierung auf einem FPGA

Autor :Michael Tornow
Herkunft :OvGU Magdeburg, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik
Datum :03.03.2009
 
Dokumente :
Dataobject from HALCoRe_document_00007643
 
Typ :Dissertation
Format :Text
Kurzfassung :Die vorliegende Arbeit behandelt die Implementierung von Algorithmen zur Stereobildauswertung in Echtzeit. Dazu wurden verschiedene Algorithmen zur Lösung des Korrespondenzproblems bezüglich einer Implementierung in DSPs und FPGAs entwickelt und untersucht. Nach Betrachtung der Randbedingungen von mehreren Szenarien der Umfelderfassung wurde aufgrund der Echtzeitanforderungen eine FPGA-Implementierung favorisiert. Es wurden zwei Verfahren für eine Implementierung in Echtzeit untersucht und implementiert. Für die Vermessung der Position von Objekten in einem Messbereich, bei dem eine Dimension deutlich größer als die anderen ist (10 - 150 m; Öffnungswinkel 30�), wurde ein hierarchisches Verfahren entwickelt. Dabei wird eine Bildpyramide, bei der ebenenweise die Auflösung reduziert wird, aufgebaut und zunächst in jeder Ebene unabhängig eine blockbasierte Korrelation durchgeführt. Im Anschluss werden die Ergebnisse aller Ebenen gegeneinander verifiziert und zusammengeführt, sodass eine gemeinsame Tiefenkarte entsteht. Das Verfahren wurde für die Onlineauswertung der Bilder eines Stereokamerasystems mit 1024x1024 Pixel a 10 Bit und 25 Bildern/s implementiert. Als Korrelationskriterien können die quadrierte normierte Kreuzkorrelationsfunktion und die Summe der Differenzenquadrate (SAD) verwendet werden. Mit Hilfe dieses Verfahrens kann eine Reduktion des Rechenaufwandes bei der Stereobildauswertung mit einem großen Disparitätsbereich auf vielen Implementierungsplattformen erreicht werden. Weiterhin wurde eine Struktur zur Implementierung einer linearen blockbasierten Korrelation in einem FPGA entwickelt. Durch den Aufbau einer Korrelatorkaskade kann eine starke Parallelisierung der linearen Suche realisiert werden. Diese ermöglicht die Anwendung der FPGA Implementierung der SAD-Funktion in der Stereophotogrammetrie,aber auch in anderen Bildverarbeitungsdisziplinen, wie zum Beispiel der Bewegungsanalyse in einem großen Suchbereich und mit einem hohen Datendurchsatz. Auf Basis der Korrelatorkaskade wurde eine Hindernisdetektion für ein fahrerloses Fahrzeug realisiert und erfolgreich getestet. Dabei wurden Objekte in einem Messbereich von 1 - 20 m detektiert. Je nach Entfernung zum Messobjekt wurde das Fahrzeug allmählich abgebremst oder sofort gestoppt.
Schlagwörter :Stereobildverarbeitung, Bildpyramide, Hindernisdetektion, eingebettete Systeme, Echtzeit-Datenverarbeitung, FPGA
Rechte :Dieser Text ist urheberrechtlich geschuetzt.
Größe :250 S.
 
Erstellt am :11.09.2009 - 06:37:09
Letzte Änderung :22.04.2010 - 09:02:23
MyCoRe ID :HALCoRe_document_00007643
Statische URL :http://edoc.bibliothek.uni-halle.de/servlets/DocumentServlet?id=7643