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36 KAPITEL 4. IMPLEMENTIERUNG
NAS Prototyp: In der in Abschnitt 2.3.2 vorgestellten Forschungsarbeit von Hub wird der Navigationsassistent
als Handgerät umgesetzt. In diesem sind, neben anderen Sensoren, zwei Point Grey Firefly
Kameras in einen Blindenstockgriff mit Steuerungstastatur integriert.
Brillenmodul mit Point Grey Fireflys: Um den Vergleich mit den Modelldaten für die Positionsbestimmung
zu vereinfachen, wurden in diesem Testkandidaten zwei Point Grey Firefly Kameras auf
einer Brille befestigt. Aufgrund der im Vergleich zum Blindenstock eher ruhigen Haltung des Kopfes
wird durch diesen Aufbau ein stabileres Kamerabild erreicht.
Die drei Stereokameras wurden kalibriert und auf ihre Eignung für den zu entwerfenden Navigationsassistenten
geprüft. Hierfür musste zunächst ein Konzept zur einheitlichen Ansteuerung aller Kameras
erstellt und ein Programm zur Kalibrierung implementiert werden.
4.1.1 Ansteuerung der Kameras
Aufgrund der bisherigen Verwendung von Windows in diesem Nexus-Teilprojekt und der vergleichsweise
einfachen Möglichkeit, unterschiedlichste Hardware mit diversen Treibern an verschiedenen Schnittstellen
zu testen, setzt die hier vorgestellte Arbeit ebenfalls auf den Einsatz des Redmonder Betriebssystems.
Hier stehen zur Ansteuerung von Firewire-Kameras diverse Application Programming Interfaces
(APIs) und Bibliotheken zur Verfügung. Unter den bekanntesten in Industrie und Forschung finden sich:
• Microsofts DirectShow (siehe Abschnitt 2.3.6)
• National Instruments Image Aquisition (IMAQ) for IEEE 1394 Cameras (siehe Abschnitt 2.3.7)
• Intels OpenCV (siehe Abschnitt 2.3.8)
Der nächste Abschnitt beschreibt die zu Beginn der Arbeit getesteten APIs und bewertet ihre Eignung
zur Ansteuerung der Kameras. Die synchrone Bildaufnahme zweier baugleicher Kameras ist hierbei ein
besonderes Kriterium, da dies für die Berechnung von Stereodisparitätsbildern, wie sie im Abschnitt
4.1.2 beschrieben wird, bei bewegter Kamera unerlässlich ist.
Test verschiedener APIs
Microsoft stellt über das in DirectX 9.0 (siehe Abschnitt 2.3.6) integrierte DirectShow API die Möglichkeit
zur Ansteuerung von Firewire-Kameras über die Identifikationsnummer (ID) zur Verfügung.
Hierfür müssen die entsprechenden Windows-Treiber für die Kameras installiert werden, welche für
die verschiedenen Kameras in unterschiedlich stabilen Versionen zur Verfügung standen. Das niedrige
Abstraktionsniveau der DirectShow-API ermöglicht zwar die hardwarenahe Ansteuerung der Kameras,
das Senden eines Synchronisationsimpulses (Trigger Impuls) ist aber dennoch nicht vorgesehen. Eine
synchrone Ansteuerung der Kamera muss deshalb über den DirectX Synch-Filter implementiert werden.
Da diese Möglichkeit der Synchronisation bereits in der CvCam Klasse von OpenCV eingesetzt wird,
wurde dieser Ansatz nicht nochmals implementiert.