Es existieren bereits zahlreiche Lösungen und Lösungsvorschläge zur Straßenranderkennung in Grauwertbildern, so ist z.B. in [RIC95] ein adaptierendes Modell zur Analyse von Straßenszenen beschrieben. In [LAI93] wird ein autonomes Fahrzeug beschrieben, welches automatisch einer Maschine zum Aufmalen der Markierungen auf die Straße folgt. Allerdings läßt sich dieser Ansatz mit den günstigen Randbedingungen dieses Verfahrens (geringe Geschwindigkeit und guter Kontrast der frisch aufgezeichneten Markierungen) schlecht auf komplexere Problemstellungen erweitern.
In dieser Arbeit soll zur Straßenranderkennung zunächst ein Segmentierungsverfahren eingesetzt werden. Dabei wird insbesondere das in [MES89] beschriebene Verfahren des quasi-parallelen Regionenwachstums, als ein vollständiges Segmentierungs-verfahren, mit einem in [ZAM95] beschriebenen Verfahren, welches nur ausgewählte Objekte segmentiert, verglichen. Zur Verbesserung des zweiten Verfahrens werden dabei 2 Lösungsvorschläge angegeben und untersucht.
Der zweite entscheidende Teil der Arbeit besteht in der Erkennung, der durch die Segmentierung gefundenen Segmente. Als Besonderheit dieser Arbeit wird dabei eine Kombination von Momenten und Fourierdeskriptoren, als Invarianten der segmentierten Objekte, zur Erkennung eingesetzt. Dadurch wird man in die Lage versetzt eine Aussage zu treffen, ob es sich bei den gefundenen Objekten tatsächlich um Fahrbahnmarkierungen (Straßenränder) handelt.
Eine abschließende Gruppierung der ausgewählten Segmente bezüglich ihrer Lage zu einander ermöglicht es dann, die einzelnen Segmente jeweils einer bestimmten Fahrspurmarkierung zu zuordnen. Dafür wurde das in [RIC95] beschriebene Verfahren angewendet und um die Gruppierung in Weltkoordinaten erweitert. Durch eine Transformation der im Bild gefundenen Segmente in das Weltkoordinatensystem kann, man noch zusätzlich in der Welt unrealistische Segmente herausfiltern, welche im Bild sonst schwer zu erkennen sind.
Inhaltsverzeichnis
- Aufgabenstellung
- Einführung
- Grundlagen
- Segmentierung
- sequentielles Regionenwachstumsverfahren
- quasi-paralleles Regionenwachstumsverfahren
- paralleles Regionenwachstumsverfahren
- Kantenrelaxation
- Segmentierung nach Kontur / Konturverfolgung
- Invarianten
- Momente
- Konturmerkmale
- Formmerkmale
- Fourierdeskriptoren
- Momente
- Transformation Bildkoordinaten in Weltkoordinaten
- Filterung
- Laplace-Filterung
- Median-Filter
- Entwicklungsumgebung
- Hardware
- Kamera
- Software
- Hardware
- Segmentierung
- Verfahren zur Strassenranderkennung
- Segmentierung nach Flächeninhalt (Region Growing)
- Ausgangsregionen erstellen
- Regionen vereinigen
- Programmablauf (schematisch)
- Ergebnis
- Kantenrelaxation
- Segmentierung nach Kontur
- Startpunktsuche
- Konturverfolgung
- Bildverbesserung durch Grauwertmanipulation
- adaptive Bestimmung der Schwellwerte
- Programmablauf (schematisch)
- Ergebnis
- Auswertung und Vergleich der beiden Segmentierungsverfahren
- Segmenterkennung
- Flächenkriterium
- Formkriterium
- Fourierdeskriptoren
- Konturglättung
- Auswertung
- Ergebnis der Segmenterkennung
- Gruppenbildung
- Gruppierung im Bildkoordinatensystem
- Gruppierung im Weltkoordinatensystem
- Auswertung und Ergebnis der Gruppierung
- Segmentierung nach Flächeninhalt (Region Growing)
- Ergebnis
- Segmentierung von Bildern mit verschiedenen Verfahren, insbesondere dem quasi-parallelen Regionenwachstum
- Nutzung von geometrischen Invarianten, wie Momenten und Fourierdeskriptoren, zur Erkennung von Segmenten
- Gruppierung der Segmente zur Zuordnung zu bestimmten Fahrspurmarkierungen
- Vergleich und Auswertung der entwickelten Verfahren
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Arbeit befasst sich mit der Erkennung von Straßenrändern in Bildern. Das Ziel ist es, ein Verfahren zu entwickeln, welches auf der Grundlage der Segmentierung von Bildern die Straßenranderkennung ermöglicht.
Zusammenfassung der Kapitel
Das erste Kapitel beschreibt die Aufgabenstellung der Arbeit, die in der Erkennung von Straßenrändern auf der Grundlage der Bildsegmentierung liegt.
Das zweite Kapitel bietet eine Einführung in das Thema der Straßenranderkennung und stellt bestehende Lösungsansätze vor. Dabei werden die Vor- und Nachteile verschiedener Verfahren diskutiert.
Das dritte Kapitel behandelt die theoretischen Grundlagen der Arbeit. Es werden verschiedene Segmentierungsverfahren erläutert, insbesondere das quasi-parallele Regionenwachstum, und wichtige Konzepte wie Invarianten, insbesondere Momente und Fourierdeskriptoren, vorgestellt.
Das vierte Kapitel beschreibt die entwickelten Verfahren zur Straßenranderkennung. Es werden zwei Segmentierungsverfahren vorgestellt, ein Verfahren basierend auf dem Flächeninhalt (Region Growing) und ein Verfahren basierend auf der Konturverfolgung. Die Kapitel beleuchten zudem die Erkennung von Segmenten, die Gruppierung und die Auswertung der Verfahren.
Schlüsselwörter
Strassenranderkennung, Bildsegmentierung, quasi-paralleles Regionenwachstum, Momente, Fourierdeskriptoren, Gruppierung, Weltkoordinaten, Fahrspurmarkierungen
- Arbeit zitieren
- Alexander Lamm (Autor:in), 2003, Parametrische Segmentbeschreibung und Tracking zur Spurerkennung in Straßenszenen, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/18988
