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bachelorarbeit

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    Jan Wille authored
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    History

    Aufgabenstellung Bachelorarbeit

    Thema

    Video-basierte Fahrspurerkennung von mobilen Robotern

    Problemstellung

    Auf der Projektfläche „Autonomes Fahren“ des Instituts für Konstruktionselemente, Mechatronik und Elektromobilität (IKME) der Hochschule Hannover ist eine große urbane Kreuzung im Maßstab 1:18 nachgebildet. Hier sollen in Zukunft automatisierte Logistikkonzepte mit mobilen Roboterfahrzeugen entwickelt und getestet werden. Die Roboter sind jeweils mit einer nach vorne gerichteten Videokamera ausgerüstet. Um die Fahrzeuge damit sicher steuern zu können, soll damit eine zuverlässige Fahrspurerkennung benötigt.

    Aufgabe der Arbeit

    Ziel der Arbeit ist es, eine echtzeitfähige Erkennung der Fahrspurmarkierungen aus dem Video-Bilddatenstrom zu realisieren und die Position der Markierungen relativ zum Fahrzeug anzugeben. Im eine geometrisch richtige Darstellung zu erhalten, soll zunächst eine Bestimmung der intrinsischen und extrinsischen Kamera-Kalibrierung durchgeführt werden. Mit den so bestimmten intrinsischen Parametern so dann eine Rektifizierung der Bilder durchgeführt werden.
    Auf den rektifizierten Bildern soll dann die eigentlich Erkennung der Spurmarkierungen erfolgen. Dies kann a) kanten-basiert oder b) mit tiefen neuronalen Netzen erfolgen. Die extrinsische Kalibrierung soll dann genutzt werden, um die Position der Markierungen in Fahrzeug-Koordinaten umzurechnen. Zusätzlich kann die Farbinformation des Bildes genutzt werden um zwischen weißen und gelben Linien zu unterscheiden.
    Gegebenenfalls kann auch das zeitliche Tracking eines Spurmodells umgesetzt werden.

    Die Bildverarbeitung sollte unter ROS auf der Jetson-nano Hardware unter ROS in Echtzeit lauffähig sein. Eine erste Implementierung kann mit Python erfolgen. Für den längerfristigen Einsatz wäre eine Umsetzung in C++ mit ROS Nodelets wünschenswert.

    Umgehen mit dem Repository

    Das Repository basiert auf dieser Vorlage. Dort befindet sich alle notwendige Dokumentation.

    Es wird sowohl der LaTeX-Quellcode, als auch die fertige PDF unter Versionskontrolle gestellt. Um die PDF selbst zu erzeugen, folgenden Befehle verwenden:

    make

    Design

    Farbpalette

    • Rot #B71C1C
    • Blau #0D47A1
    • Grün #1B5E20
    • Gelb #F57F17

    ideen:

    Todo

    • Paarbildung (finden von rechter+linker Kante einer Linie) -> Mittellinien
    • Transformation in Weltkoordinate
    • C++ Implementierung
    • Laufzeitmessung
    • Schreiben!