DE19805794A1 - Schnelle planare Segmentierung von Entfernungsdaten für mobile Roboter - Google Patents
Schnelle planare Segmentierung von Entfernungsdaten für mobile RoboterInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Roboter-Sicht
systeme und insbesondere auf das Erfassen von Ebenen in unter
Verwendung eines abgetasteten eindimensionalen Entfernungs
sensors gesammelten Daten.
Bekannterweise sind schon viele verschiedene Roboter zum
Sammeln von Sichtdaten oder äquivalenter Information über ihre
Umwelt konstruiert wurden. Fernsehkameras, Radar, Sonar und
Laser-Bildsysteme sind schon verwendet worden. Viele verschie
dene Typen von Sensoren und Bilderkennungsverfahren sind
verwendet worden. Die meisten Verfahren sind computertechnisch
so aufwendig, daß die Verarbeitung langsam ist und normaler
weise wenig Information über ein Objekt schnell aufgenommen
werden kann. Diese Nachteile werden noch verschlimmert, wenn
die Sensoren auf einer mobilen Plattform, wie zum Beispiel
einem automobilen Fahrzeug, angebracht sind.
Oft sind in Fällen, wo die Sensoren auf einer mobilen
Plattform angebracht sind, die Sensordaten auf einen einzigen
Punkt für jedes erfaßte Objekt reduziert, wie das bei vielen
Radarsystemen der Fall ist. Wenn detailliertere Information
benötigt wird, kann die Plattform so stationär wie möglich
gehalten werden, während Information über ein Objekt erfaßt
wird. Ein Beispiel ist in der am 3. März 1994 eingereichten
europäischen Patentanmeldung 617296 gegeben, wobei die erfaß
ten Punkte auf eine einzige Ebene ungefähr parallel zum Boden
des Fahrzeugs ungefähr in der Höhe der Scheinwerfer beschränkt
werden. Solche Systeme sind zum Beispiel zur Vermeidung von
Hindernissen geeignet, sind jedoch nicht ausreichend, wenn es
der Zweck des Sensors ist, dreidimensionale Maße eines Ob
jekts, wie zum Beispiel eines anderen Fahrzeugs, zu erhalten.
Bei vielen existierenden Anwendungsbeispielen, wie zum Bei
spiel bei auf Baumaschinen montierten Sensoren, ist das Beibe
halten einer stabilen Plattform während des Sammelns von
Meßdaten nicht praktikabel.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum
schnellen Extrahieren planarer Eigenschaften aus dreidimensio
nalen Bilddaten vorzusehen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, planare Eigen
schaften von dreidimensionalen Bilddaten in einer Umgebung mit
vielen Rauschquellen zu extrahieren, wie zum Beispiel bei
einer sich während des Datensammelns bewegenden Plattform.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das
Kombinieren von durch viele Abtastlinien erhaltenen Entfer
nungsmeßdaten in durch die Abtastlinien gelegte Ebenen ohne
das Verbinden der Abtastlinien.
Die obigen Aufgaben werden gelöst durch ein Computer
programm auf einem computerlesbaren Medium zum Analysieren von
Entfernungsdaten aus Abtastlinien mit einem Liniensegmentbil
dungscode zum Gruppieren der Datenpunkte in einer Abtastlinie
in Liniensegmente, einem Liniensegmentverschmelzungscode zum
Verschmelzen des jeweiligen Liniensegments in der jeweiligen
Abtastlinie mit einer am besten passenden Ebene, wenn ein
Fehler für die verschmolzene Ebene erzeugt wird, der innerhalb
eines ersten Ebenenschwellenwerts liegt, sowie einem Ebenen-
Verschmelzungscode zum Verschmelzen von jeweils zwei Ebenen,
wenn ein Fehler für kombinierte Ebenen erzeugt wird, der
innerhalb eines zweiten Ebenenschwellenwerts liegt. Das Compu
terprogramm kann auf einem Computersystem ausgeführt werden,
das mit einem auf einer mobilen Maschine, wie zum Beispiel
einem Bagger oder einer anderen Baumaschine, montierten Scan
ner verbunden ist. Der Scanner kann eine Radar- oder Laservor
richtung sein, die zum Erfassen dreidimensionaler Punkte auf
Oberflächen im interessierenden Bereich viele Abtastlinien in
einem interessierenden Raum erzeugt.
Zum Erhalten der Liniensegmente zum Verschmelzen zur am
besten passenden Ebene werden benachbarte vom Scanner erfaßte
Punkte in der jeweiligen Abtastlinie zum Bilden von Linienseg
menten verbunden. Die Liniensegmente in der jeweiligen Ab
tastlinie werden verschmolzen, vorausgesetzt, das resultieren
de Liniensegment hat einen innerhalb des Schwellenwerts gele
genen Fehler. Der Fehler kann unter der Verwendung von klein
sten Quadraten oder einer anderen Form der Regression berech
ne werden. Der Prozeß wird so lange fortgesetzt, bis alle
Liniensegmente mit anderen Liniensegmenten verschmolzen wur
den, ohne daß dabei der Schwellenwert überschritten wurde.
Nach dem Bilden von Ebenen wird das jeweilige Linienseg
ment in den folgenden Abtastlinien mit der am besten passenden
Ebene verschmolzen, wenn ein Schwellenwert von der resultie
renden verschmolzenen Ebene nicht überschritten wird. Linien
segmente in einer Abtastlinie, die nicht mit einer Ebene
verschmolzen werden können, werden mit unverschmolzenen Li
niensegmenten aus vorhergehenden Abtastlinien verglichen, und
die bestmögliche Verschmelzung wird zum Bilden einer neuen
Ebene vorgenommen, wenn die resultierende Ebene einen Fehler
hat, der innerhalb eines Schwellenwerts liegt.
Für jede der Ebenen werden Normalen berechnet. Mögliche
Verschmelzungen von Ebenen mit ähnlichen Normalen werden nach
dem Verarbeiten aller Abtastlinien berechnet. Die bestmögliche
Verschmelzung für die jeweilige Ebene bei denjenigen Ebenen,
die ähnliche Normalen haben, wird vorgenommen, wenn die kom
binierte Ebene einen Fehler hat, der innerhalb eines
Schwellenwerts liegt. Nachdem alle oben genannten möglichen
Verschmelzungen durchgeführt wurden, werden die resultierenden
Ebenen an eine herkömmliche Objekterkennungssoftware zum
Durchführen von z. B. Hypothesenerzeugung und -überprüfung
weitergegeben.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend
anhand der Figuren erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein Flußdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2 ein Blockdiagramm eines Systems, das zum Implementieren
eines erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden
kann,
Fig. 3 ein Beispiel für Entfernungsdaten, die zur Erfassung
einer falschen Ebene führen könnten, und
Fig. 4 ein Beispiel für eine Entfernungsabtastung eines Kip
pers von oben.
Wie in Fig. 1 gezeigt, beginnt ein erfindungsgemäßes
Verfahren bei 10 mit dem Sammeln von Entfernungsdaten in einer
Abtastlinie. Ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Systems,
das zum Implementieren eines erfindungsgemäßen Verfahrens
verwendet werden kann, ist in Fig. 2 dargestellt. Die Abtast
linien können mit einem Scanner 12 aufgenommen werden, wie zum
Beispiel einem 5000 LASAR Nr. 0009-0064 von PERCEPTRON, Far
mington Hills, Michigan, U.S.A. Das Verfahren kann auf einem
Computersystem mit einem Prozessor 14, wie z. B. einem Prozes
sor des Typs MIPOS R4700 auf einem VME-Board in einem BAJA4700
von HEURIKON, Madison, Wisconsin, U.S.A. oder einem INDIGO von
SUN MICROSYSTEMS oder einem SUN ULTRASPARC, oder einer anderen
geeigneten Datenverarbeitungsvorrichtung für die bestimmte Art
von Roboter, in dem das System Anwendung findet, durchgeführt
werden.
Es könnte zum Beispiel fast jedes beliebige Mikroprozes
sorsystem in einen großen Bagger eingebaut werden, doch könnte
eine kleinere mobile Plattform ein mit Batterien betriebenes
System erfordern oder sogar ein vom Scanner 12 entferntes
Computersystem. Die Componenten im Computersystem können daher
durch einen Bus 16, wie in Fig. 2 gezeigt, oder durch ein
alternatives Übertragungssystem, wie z. B. eine Funk- oder
Infrarotverbindung, ein Kabelgeschirr usw. verbunden sein.
Außerdem ist mit dem Prozessor 14 eine oder mehr Speicher
einheiten 18 verbunden, wie zum Beispiel ein RAM zur Speiche
rung von Arbeitsbereichdaten und eine Festplatte oder ein
anderer nichtflüchtiger Speicher wie z. B. ein Bläschenspei
cher. Schließlich können über eine Eingangs/Ausgangs-Schnitt
stelle 20 die Ergebnisse der Verarbeitung erfindungsgemäß an
andere Komponenten weitergegeben werden, wie z. B. einen weite
ren Prozessor zur Durchführung der Objekterkennung. Alternativ
kann der gleiche Prozessor 14 zum erfindungsgemäßen Verarbei
ten der Entfernungsdaten und zum Durchführen der Objekterken
nung verwendet werden, die unter Verwendung herkömmlicher
Verfahren durchgeführt werden kann.
Beim Empfangen der Entfernungsdaten vom Scanner 12 werden
bei 22 aus benachbarten Punkten in den Entfernungsdaten Li
niensegmente gebildet. Bei 24 werden dann die Liniensegmente
zu längeren Liniensegmenten und einem ersten Satz Ebenen
verschmolzen. Ein Beispiel von Pseudocode zum Kombinieren von
Liniensegmenten in einer Abtastlinie zum Bilden von längeren
Liniensegmenten ist unten angegeben.
Wie im obigen Pseudocode angegeben, werden die Daten
punkte in einer Abtastlinie zum Definieren einer Liste von die
Datenpunkte verbindenden Liniensegmenten bei deren Empfang
verwendet. Die Linearität eines jeden benachbarten Paars von
Liniensegmenten wird berechnet, und wenn der Fehler geringer
als ein Schwellenwert ist, wird die mögliche Verschmelzung in
eine Prioritätsschlange eingetragen. Nachdem alle möglichen
Verschmelzungen der ursprünglichen Liniensegmente berechnet
wurden, wird die bestmögliche Verschmelzung in der Prioritäts
schlange durchgeführt und die Liniensegmente, die verschmolzen
wurden, werden von der Liste von Linien gestrichen, und eine
neue Linie wird hinzugefügt. Der Prozeß des Durchführens der
bestmöglichen Verschmelzung in der Prioritätsschlange wird so
lange fortgesetzt, bis die Prioritätsschlange leer ist.
Die auf der Liste der Linien L verbleibenden Linienseg
mente werden zu Ebenen verschmolzen. Anfänglich werden Ebenen
aus Liniensegmenten gebildet, die nahe beieinanderliegen.
Danach werden, wie unten beschrieben, Liniensegmente mit der
am besten passenden Ebene verschmolzen. Bei der bevorzugten
Ausführungsform wird die Nähe der Liniensegmente und Ebenen
dadurch bestimmt, daß der interessierende Raum zum Erfassen
eines Objekts in Zellen aufgeteilt wird und die Zellen identi
fiziert werden, durch die die jeweiligen verbleibenden Linien
segmente hindurchgehen. Zum Vereinfachen der Verarbeitung
werden bei der in Pseudocode angegebenen Ausführungsform nur
zwei Dimensionen dreidimensionaler Entfernungsdaten verwendet.
Zum Beispiel können die Koordinaten der horizontalen Ebene zum
Bestimmen von Zellenmitgliedschaft verwendet werden. Pseudoco
de für diese Zwecke ist unten aufgeführt.
Wie oben für jedes Liniensegment in der am letzten ver
arbeiteten Abtastlinie werden der Ausgangs- und der Endpunkt
der verbleibenden Liniensegmente daraufhin überprüft, ob sie
in der gleichen Zelle liegen. Wenn dem so ist, wird das Li
niensegment zur Zelle hinzugefügt, und die Verarbeitung wird
mit dem nächsten Liniensegment fortgesetzt, bis alle verblei
benden Liniensegmente in der als letztes verarbeiteten Ab
tastlinie verarbeitet wurden. Wenn der Ausgangs- und Endpunkt
des Liniensegments nicht in der gleichen Zelle sind, wird der
Mittelpunkt des Liniensegments ermittelt und der Vorgang des
Berechnens der Mitgliedschaft wird für jede Hälfte des Linien
segments durchgeführt. Das Liniensegment wird so lange in
immer kleinere Teile unterteilt, bis ein in einer einzigen
Zelle liegendes Teil des Liniensegments gefunden ist. Die für
die Liniensegmente in der jeweiligen Zelle verwendete Identi
fikation ist für alle Teile des Liniensegments die gleiche.
Außerdem zeichnet die Datenstruktur für das jeweilige Linien
segment die Zellen auf, durch die das Liniensegment hindurch
geht.
Die Größe der Zellen wird auf der Grundlage einer Anzahl
von Faktoren gewählt, wie zum Beispiel die Größe des inter
essierenden Raums, die Größe des (der) zu erkennenden Objekts
(Objekte), die Auflösung der Scannerausrüstung usw., um die
Schnelligkeit des Algorithmus zu optimieren. Zum Beispiel
könnte für einen 7 Meter breiten und 14 Meter tiefen Raum ein
Feld von 10×10 Zellen in der horizontalen Ebene verwendet
werden.
Die Endziel der vorliegenden Erfindung ist das Erzeugen
von Ebenen. Anfangs werden Linien in der gleichen Zelle dar
aufhin getestet, wieviele Liniensegmente aus den Ebenen mit
einem Fehler innerhalb eines Schwellenwerts verschmolzen
werden können. Die Liniensegmente müssen von unterschiedlichen
Abtastlinien stammen und sind ungefähr parallel, z. B. in einem
Winkel von 15 Grad, und liegen ziemlich nahe beieinander. Bei
der bevorzugten Ausführungsform werden Liniensegmente als zum
Verschmelzen in ausreichender Nähe angesehen, wenn der Vektor
zwischen den Schwerpunkten der Liniensegmente auf die Normale
des jeweiligen Liniensegments projiziert wird und die Länge
mindestens einer der Projektionen kürzer als ein halber Meter
ist.
Wenn die Ebenen gebildet werden, wird das Feld von Zel
len, das die Lage der Liniensegmente identifiziert, aktuali
siert, um die Ebenen als in den gleichen Zellen liegend zu
identifizieren, durch die diejenigen Liniensegmente hindurch
gehen, die zum Bilden der Ebenen verschmolzen wurden. Die
Berechnung des Fehlers für die Ebene verwendet alle drei
Dimensionen der jeweiligen Linie, auch wenn die Zellenmit
gliedschaft nur aufgrund von zwei Dimensionen bestimmt wird.
Bei nach der Bildung der anfänglichen Ebenen verarbeite
ten Abtastlinien werden nach der Erstellung von Verschmel
zungs-Liniensegmenten und dem Identifizieren der Zellen, durch
die die verbleibenden Liniensegmente hindurchgehen, jedes
Liniensegment bei 26 mit einer naheliegenden Ebene verschmol
zen, die den kleinsten Fehler aufweist, wenn der Fehler inner
halb eines Schwellenwerts liegt. Pseudocode zur Durchführung
solcher Verschmelzungen ist unten angegeben.
Wie oben ausgeführt, wird für jedes Liniensegment in der
Abtastlinie eine Verschmelzung für dieses Liniensegment und
jede der durch die gleiche Zelle gehenden Ebenen, durch die
dieses Liniensegment hindurchgeht, berechnet. Die bestmögliche
Verschmelzung wird durchgeführt, wenn der Fehler geringer als
ein Schwellenwert ist. Wenn eine neue Ebene durch eine Ver
schmelzung mit einem Liniensegment erzeugt wird (und mögli
cherweise mit einer anderen Ebene), wird die neue Ebene in
eine Tabelle von Objekten aufgenommen, und das Liniensegment
und die alte Ebene werden entfernt. Wenn die bestmögliche
Verschmelzung zwischen dem Liniensegment und der durch die
gleichen Zellen wie die Liniensegmente gehenden Ebenen einen
Fehler aufweist, der höher als der Schwellenwert ist, wird bei
32 versucht, das Liniensegment mit den anderen durch die
gleichen Zellen hindurchgehenden Liniensegmenten zu ver
schmelzen. Die bestmögliche Verschmelzung von Liniensegmenten
in eine Ebene wird dann durchgeführt, wenn die neue Ebene
einen Fehler hat, der innerhalb des Schwellenwerts liegt. Die
neue Ebene wird in die Tabelle der Objekte aufgenommen, und
das zuvor existierende Liniensegment wird aus der Tabelle der
Objekte gestrichen. Sonst wird das Liniensegment in der Ab
tastlinie, die nicht mit einer Ebene oder zuvor existierenden
Liniensegmenten verschmolzen werden konnte, in die Tabelle der
Objekte aufgenommen.
Wenn noch mehr Abtastlinien 34 zu verarbeiten sind, geht
die Verarbeitung wie oben beschrieben weiter. Nach dem Ver
arbeiten aller Abtastlinien wird bei 36 versucht, Ebenen mit
ähnlichen Normalen zu verschmelzen, wenn die kombinierte Ebene
einen Fehler hat, der geringer als der Schwellenwert ist. Der
Pseudocode zum Verschmelzen ähnlicher Ebenen ist unten aufge
führt.
Wie oben angegeben, ist der Pseudocode für das Verschmel
zen ähnlicher Ebenen wie der Pseudocode für das Verschmelzen
von Linien und Ebenen. Ein zweidimensionales Feld wird zum
Vereinfachen des Vorgangs des Identifizierens von Ebenen, die
zum Verschmelzen geeignete Kandidaten sind, mit Ebenen ge
füllt. Das zweidimensionale Feld wird im von der Speicherein
heit 18 gelieferten Arbeitsbereich definiert. Die Anzahl der
Zellen in der Anordnung hängt davon ab, wie ähnlich die für
eine mögliche Verschmelzung zu testenden Ebenen sein sollten.
Das wiederum hängt von dem für den Fehler verwendeten Schwel
lenwert, der Anzahl der Ebenen, dem Grad des Rauschens in den
Entfernungsdaten, der Optimierung für die Geschwindigkeit usw.
ab. Im wesentlichen repräsentiert das zweidimensionale Feld
die von den Normalen für die jeweiligen Ebenen mit Achsen in
einer Referenzebene, wie zum Beispiel die horizontale Ebene,
die zum Identifizieren der Zellen verwendet wird, durch die
Liniensegmente und Ebenen hindurchgehen, eingeschlossenen
Winkel. Zum Beispiel kann eine Zelle eine Veränderung um 0,1
des absoluten Werts der X- und Y-Komponente der Normalen
repräsentieren.
Nachdem das Feld gefüllt wurde, werden bei einer Zelle
nach der anderen mögliche Verschmelzungen für jede Ebene in
der Zelle mit anderen Ebenen in der Zelle und in den benach
barten Zellen berechnet. Wie im obigen Pseudocode angegeben,
werden insgesamt neun Zellen überprüft, da es sein kann, daß
die Normale der mit anderen Ebenen verglichenen Ebene näher
der Normalen einer Ebene in einer benachbarten Zelle als zur
Normalen einer Ebene in der gleichen Zelle ist, wenn die
Normale der zu vergleichenden Ebene nahe der Grenzen des
Bereichs liegt.
Bei der bevorzugten Ausführungsform wird nicht versucht,
die bestmögliche Verschmelzung herbeizuführen. Wenn einmal
eine kombinierte Ebene mit einem Fehler gefunden ist, der
geringer als ein Schwellenwert ist, werden die beiden ver
schmolzenen Ebenen aus der Liste der Ebenen und vom Feld der
Normalen gestrichen, und die kombinierte Ebene wird auf die
Liste gesetzt, und die Normale der kombinierten Ebene wird dem
Feld der Normalen hinzugefügt. Dann wird die nächste Ebene in
der Ebenenliste verarbeitet. Da neue Ebenen ans Ende der Liste
gesetzt werden, sind beim Erreichen des Endes der Liste alle
Ebenen (einschließlich der neuen Ebenen) verarbeitet worden.
Damit es keine möglichen Verschmelzungen von Ebenen mehr gibt,
ist der letzte Schritt der Versuch des Verschmelzens nahe
beieinanderliegender Ebenen wie im Pseudocode unten angegeben.
Dieses Verfahren entdeckt Ebenen, vor allem kleine Ebenen, die
in der Nähe liegen und deren Normale aufgrund von Meßfehlern
und aufgrund des verwendeten Grads der Auflösung nicht in
nebeneinanderliegenden Zellen sind, doch bei denen die resul
tierende verschmolzene Ebene einen Fehler hat, der unterhalb
eines akzeptablen Schwellenwerts liegt.
Das zum Verschmelzen von Linien zu Ebenen verwendete
Zellenfeld wird wieder zum Verschmelzen nahegelegener Ebenen
verwendet, nachdem Ebenen ähnlicher Normaler verschmolzen
wurden. Wie oben angegeben, ist der Vorgang des Verschmelzens
nahegelegener Ebenen wir der des Verschmelzens von Ebenen mit
ähnlichen Normalen. Der Unterschied besteht darin, daß die
benachbarten Zellen die gleichen geographischen Zellen re
präsentieren, die beim Verschmelzen von Linien und Ebenen
anstelle der Komponenten von Normalen verwendet wurden. Der
Vorgang wird so lange fortgesetzt, bis keine weiteren Ver
schmelzungen mehr geschehen.
Ein Beispiel ist Fig. 3, in der ein aus Entfernungsdaten
gewonnener Datensatz und eine abstrakte Darstellung 58 der
Ladefläche des Kippers gezeigt sind. Die größeren Punkte
repräsentieren Datenpunkte, die in drei Liniensegmenten ent
halten sind, die in einer einzigen Abtastlinie vom oben aufge
führten Pseudocode erfaßt wurden. Die Punkte in den Linienseg
menten 60, 62 und 64 würden in Punkte vom Muldenvordach des
Muldenkippers, von der linken Seite der Führerkabine bzw. vom
Boden durch den oben aufgeführten Pseudocode verschmolzen
werden.
Eine Entfernungsabtastung eines Kippers ist in Fig. 4
dargestellt. Aus dem aufgeführten Pseudocode erstellter Compu
tercode würde Ebenen wie die angegebenen erzeugen. Diese
Ebenen würden an die Objekterkennungssoftware 38 weitergege
ben, die bekannte Software sein kann, die über ein Modell
davon verfügt, wie das zu erkennende Objekt auszusehen hat. In
herkömmlicher Weise erzeugt eine solche Erkennungssoftware
eine Hypothese davon, was die Ebenen oder Teile der Ebenen
repräsentieren, und es wird ein Überprüfungsvorgang zum Testen
der Hypothese durchgeführt. Dieser Vorgang wird so lange
wiederholt, bis ein Objekt erkannt wird, oder es wird festge
stellt, daß die Ebenen keinem Objekt entsprechen, die die
Software erkennen kann.
Claims (36)
1. Computerprogramm auf einem computerlesbaren Medium zum
Analysieren von Entfernungsdaten aus Abtastlinien, gekenn
zeichnet durch:
- - einen Liniensegmentverschmelzungscode zum Verschmelzen jedes Liniensegments mit einer am besten passenden Ebene, wenn ein Fehler der verschmolzenen Ebene innerhalb eines ersten Ebenen-Schwellenwerts erzeugt wird, und
- - einen Ebenenverschmelzungscode zum Verschmelzen zweier Paare von Ebenen, wenn ein Fehler einer kombinierten Ebene innerhalb eines zweiten Ebenen-Schwellenwerts erzeugt wird.
2. Computerprogramm auf einem computerlesbaren Medium nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Liniensegmente zwischen einem Paar benachbarter, von den Entfernungsdaten in einer einzigen Abtastlinie definierter Punkte gebildet werden, und
- - der Liniensegmentverschmelzungscode weiter aufweist, daß vor dem Verschmelzen eines jeden Liniensegments mit der am besten passenden Ebene Paare der Liniensegmente in jeder Abtastlinie verschmolzen werden, wenn ein Fehler für die verschmolzenen Liniensegmente innerhalb eines Linien-Schwel lenwerts erzeugt wird.
3. Computerprogramm auf einem computerlesbaren Medium nach
Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Liniensegmentver
schmelzungscode für die Entfernungsdaten einer Abtastlinie
ausgeführt wird, während die Entfernungsdaten einer weiteren
Abtastlinie beschafft werden.
4. Computerprogramm auf einem computerlesbaren Medium nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ebenenverschmel
zungscode jede Ebene mit mindestens entweder Ebenen mit ähn
lichen Normalen oder Ebenen innerhalb einer vorbestimmten
Entfernung zum Bilden einer der kombinierten Ebenen, deren
Fehler für kombinierte Ebenen innerhalb des zweiten Ebenen
schwellenwerts liegt, kombiniert.
5. Computerprogramm auf einem computerlesbaren Medium nach
Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ebenenverschmel
zungscode die Ebenen mit ähnlichen Normalen verschmilzt durch
- - Berechnen einer Normalen für jede der Ebenen,
- - Speichern von Identifikatoren der Ebenen in einem zweidi mensionalen Feld aufgrund von Komponenten der Normalen für die jeweiligen Ebenen, wobei jede Ebene in nur einer Zelle des Felds liegt, und
- - Berechnen des Fehlers für die kombinierte Ebene für jede Ebene und alle anderen Ebenen in der einen Zelle und den dazu benachbarten Zellen zum Ermitteln eines Fehlers der kombinier ten Ebene innerhalb des zweiten Ebenenschwellenwerts.
6. Computerprogramm auf einem computerlesbaren Medium nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn der beim Ver
schmelzen eines der Liniensegmente mit der am besten passenden
Ebene erzeugte Fehler größer ist als der erste Ebenenschwel
lenwert, der erste Liniensegmentverschmelzungscode weiter
aufweist, daß das eine Liniensegment mit einem weiteren Li
niensegment in einer vorhergehenden Abtastlinie zum Erzeugen
eines möglichst niedrigen Fehlers für eine verschmolzene Ebene
verschmolzen wird, wenn der möglichst niedrige Fehler für eine
verschmolzene Ebene innerhalb des ersten Ebenenschwellenwerts
liegt.
7. Computerprogramm auf einem computerlesbaren Medium nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
- - der Liniensegmentverschmelzungscode so lange ausgeführt wird, bis ein Verschmelzen der am besten passenden Ebene mit jedem Liniensegment einen Fehler für eine verschmolzene Ebene erzeugen würde, der größer wäre als der erste Schwellenwert und keine zwei Liniensegmente mehr verschmolzen werden können, bei denen der Fehler für eine verschmolzene Ebene innerhalb des ersten Ebenenschwellenwerts ist, und
- - der Ebenenverschmelzungscode so lange ausgeführt wird, bis der Fehler für eine kombinierte Ebene einer jeden mögli chen Verschmelzung größer als der zweite Ebenenschwellenwert ist.
8. Computerprogramm auf einem computerlesbaren Medium nach
Anspruch 1, gekennzeichnet
- - durch einen Raumaufteilungscode zum Aufteilen eines interessierenden Raums in Zellen, zum Identifizieren aller Zellen, durch die die jeweiligen Liniensegmente hindurchgehen, und
- - dadurch, daß der Liniensegmentverschmelzungscode die am besten passende Ebene bestimmt, indem jedes Liniensegment nur mit den durch die Zellen hindurchgehenden Ebenen verglichen wird, durch die das Liniensegment hindurchgeht.
9. Computerprogramm auf einem computerlesbaren Speichermedi
um nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Linienseg
mentverschmelzungscode diejenigen Zellen, durch die die jewei
lige Ebene hindurchgeht, als die Zellen identifiziert, durch
die die zum Bilden der Ebene verschmolzenen Linien hindurch
gehen.
10. Computerprogramm auf einem computerlesbaren Medium nach
Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Objekterkennungscode
zum Durchführen von Hypothesenerzeugung und -überprüfung von
mindestens einem Objekt, das aus den kombinierten Ebenen
gebildet ist, die aus dem zu Ende geführten Verarbeiten des
Ebenenverschmelzungscodes resultieren.
11. Verfahren zum Erfassen mindestens eines Objekts aus
Entfernungsdaten in mehreren Abtastlinien, gekennzeichnet
durch die folgenden Schritte:
- - Sammeln von Daten in mehreren Abastlinien,
- - Verarbeiten jeder Abtastlinie zum Definieren von Linien segmenten zwischen allen Paaren nebeneinanderliegender Punkte der darin enthaltenen Entfernungsdaten,
- - Bilden von Ebenen durch Kombinieren von Liniensegmenten in verschiedenen Abtastlinien,
- - Verschmelzen jedes Liniensegments in jeder Abtastlinie mit einer am besten passenden Ebene, wenn ein Fehler erzeugt wurde, der innerhalb eines ersten Ebenenschwellenwerts liegt,
- - Verschmelzen von jeweils zwei Ebenen zum Erzeugen kom binierter Ebenen, wenn ein Fehler für kombinierte Ebenen innerhalb eines zweiten Ebenenschwellenwerts erzeugt wird, und
- - Durchführen von Hypothesenerzeugung und -überprüfung mindestens eines aus den kombinierten Ebenen gebildeten Ob jekts, wenn das Verschmelzen der Ebenen vollständig durch geführt ist.
12. Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch den
folgenden Schritt: vor dem Verschmelzen eines jeden Linienseg
ments mit der am besten Passenden Ebene Verschmelzen von
Paaren der Liniensegmente in jeder Abtastlinie, falls jeweils
ein Fehler für verschmolzene Liniensegmente innerhalb eines
Linienschwellenwerts erzeugt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
das Verschmelzen der Paare der Liniensegmente wiederholt für
am besten übereinstimmenden Paare der Liniensegmente durch
geführt wird, bis der Fehler für die verschmolzenen Linienseg
mente der besten Übereinstimmung den Linienschwellenwert
übersteigt.
14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
das Verschmelzen der Ebenenpaare aufweist:
- - Berechnen einer Normalen für jede der Ebenen,
- - Speichern von Identifikatoren der Ebenen in einem zweidi mensionalen Feld, aufgrund von Komponenten der Normalen für die jeweiligen Ebenen, wobei jede Ebene nur in jeweils einer Zelle des Felds ist, und
- - Berechnen des Fehlers für kombinierte Ebenen für eine Kombination der jeweiligen Ebene mit allen anderen Ebenen in der einen Zelle und den benachbarten Zellen zum Ermitteln eines Fehlers für kombinierte Ebenen innerhalb des zweiten Ebenenschwellenwerts.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
das Verschmelzen von Ebenenpaaren weiter aufweist: nach allen
möglichen Verschmelzungen der Liniensegmente in allen Abtast
linien innerhalb des ersten Ebenenschwellenwerts und der
Ebenenpaare in benachbarten Zellen, Verschmelzen von Ebenen
paaren innerhalb einer vorbestimmten Entfernung zum Bilden
zusätzlicher kombinierter Ebenen, wenn der Fehler jeweils
innerhalb eines dritten Ebenenschwellenwerts liegt.
16. Verfahren nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch den
folgenden Schritt: wenn der Fehler für verschmolzene Ebenen,
der durch Verschmelzen eines der Liniensegmente mit der am
besten passenden Ebene erzeugt wird, größer ist als der erste
Schwellenwert, Verschmelzen des einen Liniensegments mit einem
weiteren Liniensegment in einer vorhergehenden Abtastlinie zum
Erzeugen eines möglichst niedrigen Fehlers für verschmolzene
Ebenen, wenn der möglichst niedrige Fehler für verschmolzene
Ebenen innerhalb eines vierten Ebenenschwellenwerts liegt.
17. Verfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch den
folgenden Schritt:
- - Aufteilen eines interessierenden Raums in Zellen zum Identifizieren aller Zellen, durch die das jeweilige Linien segment hindurchgeht, und
- - dadurch, daß das Verschmelzen der Liniensegmente mit den Ebenen die am besten passende Ebene dadurch bestimmt, daß das jeweilige Liniensegment nur mit den denjenigen Ebenen ver glichen wird, die durch die Zelle hindurchgehen, durch die das Liniensegment hindurchgeht.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß
das Verschmelzen der Liniensegmente mit den Ebenen diejenigen
Zellen identifiziert, durch die die jeweilige Ebene hindurch
geht, als diejenigen Zellen, durch die die zum Bilden der
Ebene verschmolzenen Linien hindurchgehen.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß
das Verschmelzen der Liniensegmente zum anfänglichen Bilden
der Ebenen für die Entfernungsdaten in einer Abtastlinie
durchgeführt wird, während die Entfernungsdaten für eine
weitere Abtastlinie beschafft werden.
20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß
das Verschmelzen der Liniensegmente mit den Ebenen für die
Entfernungsdaten in einer Abtastlinie durchgeführt wird,
während die Entfernungsdaten für eine weitere Abtastlinie
beschafft werden.
21. Robotersichtvorrichtung eines Roboters, gekennzeichnet
durch:
- - ein Scanner-Untersystem zum Sammeln von Entfernungsdaten in mehreren Abtastlinien,
- - mindestens eine mit dem Scanner-Untersystem verbundenen Speichereinheit zum Speichern der Entfernungsdaten und eines Computerprogramms zur Analyse der Entfernungsdaten und zum Bereitstellen eines Arbeitsbereichs für die Analyse der Ent fernungsdaten,
- - einen mit der Speichereinheit und dem Scanner-Untersystem verbundenen Prozessor zum Analysieren der Entfernungsdaten durch Ausführen des in der Speichereinheit gespeicherten Computerprogramms zum Definieren von Liniensegmenten zwischen Paaren benachbarter Punkte der Entfernungsdaten in der jewei ligen Abtastlinie zum Kombinieren der Liniensegmente zum Bilden von Ebenen, wobei ein erster Ebenenfehler für jede Ebene innerhalb eines ersten Ebenenschwellenwerts liegt, zum Verschmelzen von Paaren von Ebenen zum Bilden kombinierter Ebenen, wobei ein zweiter Ebenenfehler jeweils innerhalb eines zweiten Ebenenschwellenwerts liegt, und zum Erzeugen von Objektinformation, und
- - eine mit dem Prozessor, der Speichereinheit und dem Roboter verbundenen Eingangs-/Ausgangs-Schnittstelle zum Liefern der Objektinformation aus der Analyse der Entfernungs daten an den Roboter.
22. Robotersichtvorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Prozessor vor dem Versuch der Kombination
der Liniensegmente zum Bilden der Ebenen Paare von Linienseg
menten in der jeweiligen Abtastlinie zum Bilden verschmolzener
Liniensegmente verschmilzt, wobei jeweils ein Fehler für ver
schmolzene Linien auftritt, vorausgesetzt, der Fehler für
verschmolzene Linien ist innerhalb eines Linienschwellenwerts.
23. Robotersichtvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Prozessor vor dem Bilden neuer Ebenen durch
Verschmelzen zweier Liniensegmente alle unverschmolzenen
Liniensegmente und die verschmolzenen Liniensegmente in jeder
Abtastlinie mit einer am besten passenden Ebene, die während
der Verarbeitung vorhergehender Abtastlinien zum Bilden einer
verschmolzenen Ebene gebildet wurde, verschmilzt, vorausge
setzt, ein dritter Ebenenfehler für die verschmolzene Ebene
liegt innerhalb eines dritten Ebenenschwellenwerts.
24. Robotersichtvorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekenn
zeichnet, daß, wenn der beim Verschmelzen eines der unver
schmolzenen Liniensegmente und der verschmolzenen Linienseg
mente in einer aktuellen Abtastlinie mit der am besten passen
den Ebene erzeugte Fehler größer als der dritte Ebenenschwel
lenwert ist, der Prozessor das eine der unverschmolzenen
Liniensegmente und der verschmolzenen Liniensegmente in der
aktuellen Abtastlinie mit einem der Liniensegmente in der
vorhergehenden Abtastlinie zum Erzeugen eines minimalen Feh
lers für eine verschmolzene Ebene unter allen Liniensegmenten,
vorausgesetzt, der minimale Fehler für verschmolzene Ebenen
ist innerhalb des ersten Ebenenschwellenwerts.
25. Robotersichtvorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Prozessor eine Normale für jede der Ebenen
berechnet, zum Speichern von Identifikatoren der Ebenen in
einem zweidimensionalen Feld im Arbeitsbereich der Speicher
einheit aufgrund einer Komponente der Normalen für jede der
Ebenen, zum Berechnen des zweiten Ebenenfehlers für jede
Kombination von jeweils einer Ebene mit allen anderen Ebenen
in der einen Zelle und den benachbarten Zellen und zum Spei
chern der Kombination der Ebenen mit einem minimalen zweiten
Ebenenfehler innerhalb des zweiten Ebenenschwellenwerts als
eine der kombinierten Ebenen.
26. Robotersichtvorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekenn
zeichnet, daß nach dem Durchführen aller möglicher Verschmel
zungen der unverschmolzenen Liniensegmente und der verschmol
zenen Liniensegmente mit der am besten passenden Ebene, bei
denen der dritte Ebenenfehler innerhalb des dritten Ebenen
schwellenwerts erzeugt wurde, und nach dem Durchführen aller
möglichen Verschmelzungen von Liniensegmenten zum Bilden der
neuen Ebenen mit dem ersten Ebenenfehler innerhalb des ersten
Ebenenschwellenwerts und alle kombinierten Ebenen in benach
barten Zellen, bei denen der zweite Ebenenfehler innerhalb des
zweiten Ebenenschwellenwerts erzeugt wurde, gebildet wurden,
der Prozessor die Ebenenpaare innerhalb einer vorbestimmten
Entfernung zum Bilden zusätzlicher kombinierter Ebenen ver
schmilzt, vorausgesetzt, ein vierter Ebenenfehler für jede
zusätzliche kombinierte Ebene liegt innerhalb eines vierten
Ebenenschwellenwerts.
27. Objekterkennungssystem für ein autonomes Fahrzeug, ge
kennzeichnet durch:
- - einen auf dem autonomen Fahrzeug angebrachten Scanner zum Sammeln von Entfernungsdaten in mehreren Abtastlinien eines interessierenden Bereichs und
- - ein mit dem Scanner verbundenes Datenverarbeitungssystem zum Analysieren der Entfernungsdaten durch Definieren von Liniensegmenten zwischen Paaren benachbarter Punkte der Ent fernungsdaten in der jeweiligen Abtastlinie, Kombinieren der Liniensegmente zum Bilden von Ebenen, wobei jeweils ein erster Ebenenfehler innerhalb eines ersten Ebenenschwellenwerts liegt, Verschmelzen der Ebenen zum Bilden kombinierter Ebenen, wobei jeweils ein zweiter Ebenenfehler innerhalb eines zweiten Ebenenschwellenwerts liegt, und Identifizieren von Objekten im interessierenden Bereich aus den kombinierten Ebenen.
28. Objekterkennungssystem für ein autonomes Fahrzeug nach
Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Datenverarbei
tungssystem Paare von Liniensegmenten innerhalb jeder Abtast
linie zum Bilden verschmolzener Liniensegmente verschmilzt,
wobei jedes einen minimalen Fehler für verschmolzene Linien
für mindestens eines der Liniensegmente der Paare hat, vor
ausgesetzt, der minimale Fehler für verschmolzene Linien ist
innerhalb eines Linienschwellenwerts, und verschmilzt dann
jedes der unverschmolzenen Liniensegmente und der verschmolze
nen Liniensegmente in jeder Abtastlinie mit einer am besten
passenden Ebene, die während des Verarbeitens vorhergehender
Abtastlinien gebildet wurde, zum Bilden einer verschmolzenen
Ebene, vorausgesetzt, ein dritter Ebenenfehler für die ver
schmolzene Ebene liegt innerhalb eines dritten Ebenenschwel
lenwerts.
29. Objekterkennungssystem für ein autonomes Fahrzeug nach
Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Datenverarbei
tungssystem eine Normale für jede der Ebenen berechnet, Iden
tifikatoren der Ebenen in einem zweidimensionalen Feld spei
chert, aufgrund von Komponenten der Normalen für die jeweili
gen Ebenen, den zweiten Ebenenfehler für jede Ebene in einer
Zelle und aller anderen Ebenen in der einen Zelle und den
benachbarten Zellen berechnet und als eine der kombinierten
Ebenen eine Kombination der Ebenen mit einem minimalen zweiten
Ebenenfehler innerhalb des zweiten Ebenenschwellenwerts spei
chert.
30. Objekterkennungssystem für ein autonomes Fahrzeug nach
Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Durchführen
aller möglichen Verschmelzungen der Liniensegmente und der
verschmolzenen Liniensegmente, wobei der Fehler für verschmol
zene Linien innerhalb des Linienschwellenwerts liegt, und
aller möglichen Verschmelzungen unverschmolzener Liniensegmen
te und verschmolzener Liniensegmente mit der am besten passen
den Ebene, wobei der erste Ebenenfehler innerhalb des ersten
Ebenenschwellenwerts liegt, und dem Bilden aller kombinierter
Ebenen in benachbarten Zellen, wobei der zweite Ebenenfehler
innerhalb des zweiten Ebenenschwellenwerts liegt, der Prozes
sor Paare von Ebenen innerhalb einer vorbestimmten Entfernung
zum Bilden zusätzlicher kombinierter Ebenen verschmilzt,
vorausgesetzt, ein vierter Ebenenfehler liegt innerhalb eines
vierten Ebenenschwellenwerts.
31. Verfahren zum Betreiben eines Computersystems zum Erken
nen eines Objekts in einem interessierenden Raum, gekennzeich
net durch die folgenden Schritte:
- - Empfangen von Entfernungsdaten in mehreren Abtastlinien von einem Scanner,
- - Verarbeiten der Entfernungsdaten zum Definieren von Liniensegmenten zwischen Paaren nebeneinanderliegender Punkte der Entfernungsdaten in jeder Abtastlinie zum Kombinieren der Liniensegmente zum Bilden von Ebenen, wobei jede einen ersten Ebenenfehler innerhalb eines ersten Ebenenschwellenwerts hat, zum Verschmelzen von Paaren von Ebenen zum Bilden kombinierter Ebenen, wobei jede einen zweiten Ebenenfehler innerhalb eines zweiten Ebenenschwellenwerts hat, und zum Erkennen eines Objekts im interessierenden Raum aus den kombinierten Ebenen, und
- - Ausgeben von das im interessierenden Raum erkannten Objekt repräsentierenden Daten.
32. Verfahren nach Anspruch 31, weiter gekennzeichnet durch
die folgenden Schritte:
- - Speichern der vom Scanner empfangenen Entfernungsdaten, die einen dem interessierenden Raum entsprechenden Speicherbe reich definieren, der in zweidimensionale Zellen unterteilt ist, die Liniensegmentdaten für jedes durch einen entspre chenden Teil des interessierenden Raums hindurchgehendes Liniensegment und Ebenendaten in den zweidimensionalen Zellen speichern, die zuvor Liniensegmentdaten für die zum Bilden der von den Ebenendaten repräsentierten Ebenen verschmolzenen Liniensegmente gespeichert haben, und
- - dadurch, daß das Verarbeiten weiter aufweist, daß jedes Liniensegment mit einer durch mindestens eine der Zellen, durch die das Liniensegment hindurchgeht, hindurchgehenden am besten passenden Ebene verschmilzt, wenn eine verschmolzene Ebene einen Fehler hat, der innerhalb eines dritten Ebenen schwellenwerts liegt.
33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß
das Verarbeiten zum Verschmelzen von Ebenenpaaren zum Bilden
kombinierter Ebenen aufweist:
- - Speichern von Identifikatoren der Ebenen in einem zweidi mensionalen Feld aufgrund von Komponenten der Normalen für die jeweiligen Ebenen,
- - Berechnen des zweiten Ebenenfehlers für jede Ebene in einer Zelle und aller anderen Ebenen in der einen Zelle und den benachbarten Zellen,
- - Speichern einer Kombination der Ebenen mit einem minima len zweiten Ebenenfehler innerhalb des zweiten Ebenenschwel lenwerts als eine der kombinierten Ebenen, und
- - Verschmelzen von Paaren von Ebenen innerhalb einer vorbe stimmten Entfernung zum Bilden zusätzlicher kombinierter Ebenen, vorausgesetzt, ein Fehler für kombinierte Ebenen für jede zusätzliche kombinierte Ebene liegt innerhalb eines vierten Ebenenschwellenwerts.
34. Computersystem zum Erkennen eines Objekts in einem inter
essierenden Raum aus durch einen Scanner gelieferten Entfer
nungsdaten, gekennzeichnet durch:
- - eine Einrichtung zum Empfangen von Entfernungsdaten in mehreren Abtastlinien vom Scanner, eine Einrichtung zum Verarbeiten der Entfernungsdaten zum Definieren von Liniensegmenten zwischen Paaren nebeneinander liegender Punkte der Entfernungsdaten in jeder Abtastlinie zum Kombinieren der Liniensegmente zum Bilden von Ebenen, wobei jeweils ein erster Ebenenfehler innerhalb eines ersten Ebenen schwellenwerts liegt, zum Verschmelzen von Paaren der Ebenen zum Bilden kombinierter Ebenen, wobei jeweils ein zweiter Ebenenfehler innerhalb eines zweiten Ebenenschwellenwerts liegt, und zum Erkennen eines Objekts im interessierenden Raum aus den kombinierten Ebenen, und
- - eine Einrichtung zum Ausgeben von das im interessierenden Raum erkannte Objekt repräsentierenden Daten.
35. Computersystem nach Anspruch 34, weiter gekennzeichnet:
- - durch eine Einrichtung zum Speichern der vom Scanner emp fangenen Entfernungsdaten und zum Definieren eines dem inter essierenden Raum entsprechenden Speicherbereichs, der in zweidimensionale Zellen aufgeteilt ist, Liniensegmentdaten für jedes durch einen entsprechenden Teil des interessierenden Raums hindurchgehendes Liniensegment und Ebenendaten in den zuvor Liniensegmentdaten speichernden Zellen Ebenendaten für die zum Bilden der durch die Ebenendaten repräsentierten Ebenen verschmolzenen Liniensegmente speichert, und
- - dadurch, daß die Einrichtung zum Verarbeiten eine Ein richtung zum Verschmelzen eines jeden Liniensegments mit einer durch mindestens eine der Zellen, durch die das Liniensegment hindurchgeht, hindurchgehenden am besten passenden Ebene, wenn ein Fehler für verschmolzene Ebenen innerhalb eines dritten Ebenenschwellenwerts liegt, aufweist.
36. Computersystem nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung zum Verarbeiten eine Einrichtung zum Ver
schmelzen der Ebenenpaare zum Bilden kombinierter Ebenen
aufweist, mit:
- - einer Einrichtung zum Speichern von Identifikatoren der Ebenen in einem zweidimensionalen Feld aufgrund von Komponen ten einer Normalen für die jeweiligen Ebenen,
- - einer Einrichtung zum Berechnen des zweiten Ebenenfehlers für jede Ebene in einer Zelle und alle anderen Ebenen in der einen Zelle und den benachbarten Zellen,
- - einer Einrichtung zum Speichern einer Kombination der Ebenen mit einem minimalen zweiten Ebenenfehler innerhalb des zweiten Ebenenschwellenwerts als eine der kombinierten Ebenen, und
- - einer Einrichtung zum Verschmelzen zusätzlicher Paare der Ebenen innerhalb einer vorbestimmten Entfernung zum Bilden zusätzlicher kombinierter Ebenen, vorausgesetzt, ein Fehler für kombinierte Ebenen liegt innerhalb eines vierten Ebenen schwellenwerts.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/801,974 US5978504A (en) | 1997-02-19 | 1997-02-19 | Fast planar segmentation of range data for mobile robots |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19805794A1 true DE19805794A1 (de) | 1998-08-20 |
Family
ID=25182500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19805794A Ceased DE19805794A1 (de) | 1997-02-19 | 1998-02-12 | Schnelle planare Segmentierung von Entfernungsdaten für mobile Roboter |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5978504A (de) |
| JP (1) | JP4046835B2 (de) |
| DE (1) | DE19805794A1 (de) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008020579A1 (de) * | 2008-04-24 | 2009-11-05 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur automatischen Objektlageerkennung und Bewegung einer Vorrichtung relativ zu einem Objekt |
| DE102014102943A1 (de) | 2014-02-13 | 2015-08-13 | GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) | Robotersystem mit Funktionalität zur Ortsbestimmung einer 3D- Kiste |
| DE102021210903A1 (de) | 2021-09-29 | 2023-03-30 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Verfahren zum Aufnehmen eines Objekts mittels einer Robotervorrichtung |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10148060A1 (de) * | 2001-09-28 | 2003-04-10 | Ibeo Automobile Sensor Gmbh | Verfahren zur Erkennung und Verfolgung von Objekten |
| WO2005088244A1 (ja) * | 2004-03-17 | 2005-09-22 | Sony Corporation | 平面検出装置、平面検出方法、及び平面検出装置を搭載したロボット装置 |
| US6990390B2 (en) * | 2004-05-19 | 2006-01-24 | Caterpillar Inc. | Method and apparatus to detect change in work tool |
| EP1840507B1 (de) * | 2006-03-28 | 2013-07-17 | Riccardo Clarici | Verfahren und Integrationssystem zur digitalen Vermessung von dreidimensionalen Umgebungen. |
| JP4645601B2 (ja) * | 2007-02-13 | 2011-03-09 | トヨタ自動車株式会社 | 環境地図の生成方法及び移動ロボット |
| DE102009009569B4 (de) * | 2009-02-19 | 2019-12-19 | Daimler Ag | Verfahren zum Ermitteln einer Teilfläche eines Bauteils |
| US8340400B2 (en) * | 2009-05-06 | 2012-12-25 | Honeywell International Inc. | Systems and methods for extracting planar features, matching the planar features, and estimating motion from the planar features |
| US20110232719A1 (en) * | 2010-02-17 | 2011-09-29 | Freda Robert M | Solar power system |
| JP5493105B2 (ja) * | 2010-03-19 | 2014-05-14 | オプテックス株式会社 | 距離画像カメラを用いた物体寸法測定方法および物体寸法測定装置 |
| US8199977B2 (en) | 2010-05-07 | 2012-06-12 | Honeywell International Inc. | System and method for extraction of features from a 3-D point cloud |
| US8660365B2 (en) | 2010-07-29 | 2014-02-25 | Honeywell International Inc. | Systems and methods for processing extracted plane features |
| AU2012202213B2 (en) | 2011-04-14 | 2014-11-27 | Joy Global Surface Mining Inc | Swing automation for rope shovel |
| US8620533B2 (en) | 2011-08-30 | 2013-12-31 | Harnischfeger Technologies, Inc. | Systems, methods, and devices for controlling a movement of a dipper |
| US8521418B2 (en) | 2011-09-26 | 2013-08-27 | Honeywell International Inc. | Generic surface feature extraction from a set of range data |
| KR101909544B1 (ko) * | 2012-01-19 | 2018-10-18 | 삼성전자주식회사 | 평면 검출 장치 및 방법 |
| US9206587B2 (en) | 2012-03-16 | 2015-12-08 | Harnischfeger Technologies, Inc. | Automated control of dipper swing for a shovel |
| US9123165B2 (en) | 2013-01-21 | 2015-09-01 | Honeywell International Inc. | Systems and methods for 3D data based navigation using a watershed method |
| US9153067B2 (en) | 2013-01-21 | 2015-10-06 | Honeywell International Inc. | Systems and methods for 3D data based navigation using descriptor vectors |
| US20140363073A1 (en) * | 2013-06-11 | 2014-12-11 | Microsoft Corporation | High-performance plane detection with depth camera data |
| US9406138B1 (en) | 2013-09-17 | 2016-08-02 | Bentley Systems, Incorporated | Semi-automatic polyline extraction from point cloud |
| US9412040B2 (en) * | 2013-12-04 | 2016-08-09 | Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. | Method for extracting planes from 3D point cloud sensor data |
| CA2978389C (en) | 2016-09-08 | 2025-12-09 | Joy Global Surface Mining Inc | System and method for semi-autonomous control of an industrial machine |
| US10515319B2 (en) * | 2016-12-16 | 2019-12-24 | Fetch Robotics, Inc. | System and method for computing a probability that an object comprises a target |
| DE102017201169A1 (de) | 2017-01-25 | 2018-07-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Rechnergestütztes Bildverarbeitungsverfahren |
| CN110930411B (zh) * | 2019-11-20 | 2023-04-28 | 浙江光珀智能科技有限公司 | 一种基于深度相机的人体分割方法及系统 |
| CN112171668A (zh) * | 2020-09-21 | 2021-01-05 | 河南颂达信息技术有限公司 | 一种基于人工智能的轨道式机器人防卡死检测方法及装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR617296A (fr) * | 1925-10-24 | 1927-02-16 | Instrument de musique producteur de sons continus | |
| US5093869A (en) * | 1990-12-26 | 1992-03-03 | Hughes Aircraft Company | Pattern recognition apparatus utilizing area linking and region growth techniques |
| US5302997A (en) * | 1992-12-28 | 1994-04-12 | Eastman Kodak Company | Composite photometric and range finding element array |
| JP3466661B2 (ja) * | 1993-06-29 | 2003-11-17 | キヤノン株式会社 | 画像処理装置及びその方法 |
| JP2501010B2 (ja) * | 1993-10-25 | 1996-05-29 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション | 移動ロボットの誘導装置 |
| US5471541A (en) * | 1993-11-16 | 1995-11-28 | National Research Council Of Canada | System for determining the pose of an object which utilizes range profiles and synethic profiles derived from a model |
-
1997
- 1997-02-19 US US08/801,974 patent/US5978504A/en not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-02-12 DE DE19805794A patent/DE19805794A1/de not_active Ceased
- 1998-02-18 JP JP05124198A patent/JP4046835B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008020579A1 (de) * | 2008-04-24 | 2009-11-05 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur automatischen Objektlageerkennung und Bewegung einer Vorrichtung relativ zu einem Objekt |
| DE102008020579B4 (de) * | 2008-04-24 | 2014-07-31 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur automatischen Objektlageerkennung und Bewegung einer Vorrichtung relativ zu einem Objekt |
| DE102014102943A1 (de) | 2014-02-13 | 2015-08-13 | GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) | Robotersystem mit Funktionalität zur Ortsbestimmung einer 3D- Kiste |
| US9233469B2 (en) | 2014-02-13 | 2016-01-12 | GM Global Technology Operations LLC | Robotic system with 3D box location functionality |
| DE102014102943B4 (de) | 2014-02-13 | 2018-08-30 | GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) | Robotersystem mit Funktionalität zur Ortsbestimmung einer 3D- Kiste |
| DE102021210903A1 (de) | 2021-09-29 | 2023-03-30 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Verfahren zum Aufnehmen eines Objekts mittels einer Robotervorrichtung |
| US12387351B2 (en) | 2021-09-29 | 2025-08-12 | Robert Bosch Gmbh | Method for picking up an object by means of a robotic device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10240944A (ja) | 1998-09-11 |
| JP4046835B2 (ja) | 2008-02-13 |
| US5978504A (en) | 1999-11-02 |
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