Softwarepraktikum/Softwareprojekt im Wintersemester 2009/2010

 

Bildverarbeitung am "Billard spielenden Roboter": Kamerakalibrierung und Positionserkennung von farbigen Objekten per OpenCV (Thema 1)

Betriebssystem, Entwicklungsumgebung, Bibliotheken

  • MS-Windows XP
  • MS Visual Studio 2008 Win32, C bzw. C++
  • Nutzung der frei verfügbaren Computer-Vision-Library OpenCV (aktuelle Version 2.0, Sourceforge)

Problemstellung

  • Bilddaten werden von Kameras (senkrecht über dem Billardtisch bzw. an der Roboterhand montiert) geliefert
    • Variabler Abstand der Kamera über dem Billardtisch (unterschiedliche Bildausschnitte mit variablem Kugeldurchmesser)
    • Implementierung eines (halb-)automatischen Verfahrens zur Kamerakalibrierung (z. B. Schachbrettmuster) um Verzeichnungen auszugleichen
    • Bestimmung der Position des Kugelmittelpunktes (2D-Projektion der 3D-Objekte)
    • Sonderfälle des Bildinhaltes müssen berücksichtigt werden:
      • keine, eine bzw. mehrere Kugeln sichtbar
      • angeschnittene Kugel(n)
      • wechselnde Beleuchtungssituationen (Glanzlichter, Schlagschatten etc.)
    • Die Referenzposition (Koordinatenursprung) muss von den teilnehmenden Gruppen beider Themen einheitlich festgelegt werden
    • Diskussion und Abstimmung der zu realisierenden Schnittstelle (gleiches Softwareinterface für alle teilnehmenden Gruppen)
      • Nutzung (ggf. Erweiterung) einer bestehenden C-Schnittstelle zwecks Einbindung als DLL
      • Schnittstelle für Kalibrierungs- und Produktions-Phase
      • Eingabe: Bildinhalt, ggf. X-Position und Y-Position eines Billardballs, Parameter
      • Ausgabe: Liste mit X-/Y-Positionen der gefundenen Billardbälle, ggf. korrigierte Absolutwerte, entzerrter Bildinhalt (Resampling), Statusinformation(en)
  • Die Erstellung einer einfachen<//u> Benutzeroberfläche für Parametrierung, Offline-Bedienung und Test ist einzuplanen
  • Für die Programm- bzw. Funktionstests sollen exemplarische Bilder unserer Kameras genutzt werden (Dateiauswahl im Programm per Menü). Diese stehen als BMP bzw. JPG zur Verfügung
  • Es existieren bereits Anschaltungen an die Deckenkamera bzw. Handkamera: Dieser Programmteil ist daher NICHT Bestandteil dieser Aufgabenstellung!

Weitere Vorgaben, Projektdurchführung

Es gelten die allgemeinen Projektvorgaben und Regeln, die auf der Website von Herrn Prof. Dr. Schmidt zusammengestellt sind:  http://www.fh-wedel.de/~si/praktika/SoftwarePraktikum/index.html

Der verantwortliche Dozent für dieses Thema ist Herr Prof. Dr. Ülzmann 

(Version 1 vom 12. Oktober 2009)