Inkrementelle Akquisition von 3D-Objektmodellen - Institut für ...

Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung 1
1.1 Hintergrund und Motivation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 Ziel der Arbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.3 Resourcen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.4 Überblick über die Arbeit und das System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2 Mathematischer Hintergrund 7
2.1 Projektive Geometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.1.1 Uneigentliche Punkte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.1.2 Homogene Koordinaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.2 Projektive Transformationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.2.1 Projektive Transformationen in 2D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.2.2 Projektive Transformationen in 3D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.3 Von 3D nach 2D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.4 Von 2D nach 3D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3 Generierung der Bildsequenz 13
3.1 Modellierung der Scan-Hemisphäre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.2 Umsetzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.2.1 Steuerung der Drehscheibe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.2.2 Steuerung des Roboterarms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.2.3 Steuerung der Kamera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.2.4 Definition eines Scanpfades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.2.5 Scannen und Speichern der Bildsequenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
4 Segmentierung 19
4.1 Background Subtraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4.1.1 Wahl des Hintergrundes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4.1.2 Weißabgleich und andere Farbunterschiede . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
4.2 Clustern der Vordergrundpixel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
4.3 Umsetzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
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