Abschlussarbeit von Jonas Veller

im Bachelor-Studiengang Geoinformatik und Vermessung 

Thema:

SCHWINGUNGSVERHALTEN VON EBENEN PUNKTFELDPLATTEN IM KONTEXT DER KAMERAKALIBRIERUNG

Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Frank Boochs

Bearbeitungs-Zeitraum: 23.6.2015 bis 31.8.2015

   


Detektion des Schwingungsendes einer Punktfeldplatte aus Bildsequenzen

Warum?

Durch Aufbau und Umbau einer mobilen Punktfeldplatte wird diese in Schwingungen versetzt. Für eine Kamerakalibrierung ist es jedoch zwingend erforderlich, dass die Platte still steht.

Punktfeldplatte

Wie ist die Zielsetzung? 

Programmerung einer Anwendung die 2 Ansätzen verfolgt:

Grauwertdifferenz aus Differenzbildern

Zielmarkendifferenzen zwischen zwei Bildern

Visualisierung der Werte in einem Diagramm

Ausgabe eines Mittelwertbildes aus den letzten 10 Bilder

Was ist das Ergebnis?

Mit beiden Ansätzen kann das Ende der Schwingung detektiert werden. Die Detektion ist in der programmierten Anwendung "SVPK" mit:

- Ausgabe eines Mittelwertbildes aus den letzten 10 Bilder

- Visualisierung der Werte in einem Diagramm

- Grauwerten in Echtzeit möglich

Diagramm_grauwerte

- Zielmarken in der Nachbearbeitung möglich

Diagramm_Zielmarken

-SVPK- Interface

Echtzeit_Grauwerte

Beschreibung des Interface für eine Echtzeitmessung

1. Anzeige des letzten aufgenommen Bildes

2. Herstellung bzw. Trennung der Verbindung zur Kamera

Einstellungsmöglichkeit der Framerate und der Belichtungszeit, sowie Aufnahme eines Testbildes zur Prüfung der Kameraeinstellungen

3. Einstellung des Arbeitsmodus: Echtzeit oder Nachbearbeitung

4. Einstellung des Detektionsmodus: Grauwerte oder Zielmarken

5. Anzeige für:

-Die Aufnahmefrequenz

-Die Anzahl der Kontrollbilder - entspricht der Größe des Wertebereiches der Bedingung des Stillstandes

-Der Wert des Pixelschrittes legt die Dichte der genutzten Pixel fest, welche für die Bestimmung der maximalen Differenz genutzt werden. Dabei gilt je größer der Wert desto weniger Pixel in Zeilen und Spalten werden verwendet.

6. Visualisierung der ermittelten maximalen Differenzen durch zwei Graphen.

7. Anzeige der gebildeten Differenzen, sowie die Möglichkeit zum Exportieren oder Löschen dieser Differenzen.

8. Aktivierung oder Deaktivierung der Erstellung des Mittelwertbildes aus den letzten 10 Bilder der Detektion

9. Button zum Start und Stopp der Detektion.

Button zum beenden des Programms.

10. Meldung das keine Schwingung mehr detektiert wird

Echtzeit_Grauwerte

Beschreibung des Interface für eine Nachbearbeitung

1. Anzeige der eingelesenen Pfade für Bilder im PNG Format

2. Buttons zum Einlesen oder Löschen von einzelnen/ mehreren Pfaden

3. Einstellung des Arbeitsmodus: Echtzeit oder Nachbearbeitung

4. Einstellung des Detektionsmodus: Grauwerte oder Zielmarken

5. Anzeige und Einstellmöglichkeiten für:

-Die Aufnahmefrequenz (nur Anzeige)

-Einstellungen für die minimale und maximale Größe einer Zielmarke für die Zielmarkenerkennung

6. Visualisierung der ermittelten maximalen Differenzen durch zwei Graphen.

7. Anzeige der gebildeten Differenzen,, sowie die Möglichkeit zum Exportieren oder Löschen dieser Differenzen.

8. Aktivierung oder Deaktivierung der Erstellung des Mittelwertbildes aus den letzten 10 Bilder der Detektion

9. Button zum Start und Stopp der Detektion. Button zum Beenden des Programmes.

Ausblick

Eine Nutzung des Programmes -SVPK- mit einer Kamera deren Auflösung geringer ist als 4.1 MP, 2336 x 1752 Pixel ist voraussichtlich möglich. Der Zeitpunkt der Erfüllung der Bedingung des Stillstandes ist von der Auflösung der Kamera abhängig. Dabei gilt voraussichtlich je geringer die Auflösung desto früher wird die Bedingung erfüllt