Thesis - RWTH Aachen University

60 3.2 Abgleich der Daten virtueller und realer Kameras
X O
W
O
T
ZO
O
Objekt System
Y
O
MB
P
P
X
Y
W
W
K1
T
Welt System
Z
W
G
T
K1
Z
G
Greiferkamera
System
Z
X
K1
K1
Y
G
X
G Y
K1
Greifer System
W
P
T
T
Manipulator−
basis
System
Z
Y
Z
K2
Plattform System
X Z
Abbildung 3.8: Koordinatensysteme beim mobilen Manipulator in der virtuellen Umgebung.
es sich um das Bezugssystem der virtuellen Umgebung selbst, also W K Tvr. Beim realen mobilen Manipulator
werden jedoch die Kameras bezüglich des Greiferkoordinatensystems kalibriert, indem das
Kalibrierungsmuster auf dem Greifer positioniert wird und somit ist G Ki Trl, i = 1, 2, bekannt. Da die
Position der virtuellen Greiferkamera im Szenengraphen relativ zum Greifer definiert wird, kann man
sie anhand von G K1 Trl genau im Modell positionieren.
Die Bordkamera wird dagegen im Szenengraphen relativ zur mobilen Plattform positioniert. Dementsprechend
ist hier P K2 Tvr gesucht, also das Koordinatensystem der Kamera relativ zum System der
Plattform in der virtuellen Umgebung. In Abbildung 3.8 sind die verschiedenen Koordinatensysteme
beim mobilen Manipulator dargestellt. Es gilt:
G
X MB
K2
T
MB
MB
MB
P
K2Tvr = P MBT rl MB
G T rl G K2Trl (3.12)
wobei P MBTrl das System der Manipulatorbasis zur Plattform und MB
G Trl der Greifer zur Manipulatorbasis
sind. MB
G Tvr ist aus der Kinematik des Roboterarmes und P MBTvr aus der Konstruktion des
mobilen Manipulators bekannt.
3.2.2 Farbnormalisierung
Das Licht, das die Linse einer Kamera erreicht, ist eine Funktion der Oberflächenreflektion, der Lichtquellenfarbe
und der Anordnung der Lichtquellen [FSC98]. Ein Mensch besitzt die Fähigkeit nur die
Oberflächenreflektion wahrzunehmen; der Einfluss der Farbe und der Anordnung der Lichtquellen
wird weitgehend ausgefiltert. Somit erscheint ein weißes Blatt weiterhin weiß, unabhängig davon, ob
es mit Sonnenlicht oder mit künstlichem Licht beleuchtet ist. Beim maschinellen Sehen verändern
jedoch die Variationen in der Anzahl, Farbe oder Position der Lichtquellen die Objektfarben in den
Aufnahmen und stellen somit ein Problem für die Farbsegmentierung dar.
Y
P
Y K2
P
MB
T
X
K2
K2
T
P