Modellbasiertes Suchen von Objekten

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1 Modellbasiertes Suchen von Objekten Anwendung 1 Vortrag HAW-Hamburg Betreuende Professoren Hosnia Najem Kai von Luck Gunter Klemke

2 Agenda Welches Projekt? Motivation Szenario Technologische Anforderungen Zusammenfassung Ausblick 2

3 HAW-Labor Living Place 3

4 HAW-Labor Living Place Sensoren Systeme Usw. Intelligent Home Audio Systeme Kamera Touch- Displays Resolution: HD 1280x720P Tri-Mode Camera (MPG4-1/MPEG4-2/M-Jpeg ) Watchdog / Event log design SD Memory Storage Quelle: 4

5 Motivation Dem Raum Augen verschaffen Quelle: 5

6 Szenario Living Place Kai ist in seiner Wohnung auf der Suche nach: WIESO SELBER SUCHEN? 6

7 Technologische Anforderung Objektsuche Objektmodell erstellen Objekterkennung Objekt im Raum wiederfinden Positionsbestimmung Objekt anzeigen 14. November 2009 AW1 Vortrag Hosnia Najem 7

8 Technologische Anforderung Objektsuche Objektmodell erstellen Objekterkennung Objekt im Raum wiederfinden SIFT Positionsbestimmung Objekt anzeigen CityGML 8

9 Objektsuche Scale Invariant Feature Transformation Eigenschaften Invariant gegenüber Skalierung, Translation, Rotation Robuste Wiedererkennung auch bei Veränderung der Umgebung Wiedererkennung bei Teilverdeckung 9

10 SIFT Funktion Difference of Gaussian (DOG) Pyramide Extremasuche im DOG Bildern Quelle: ; 10

11 Gaußpyramide 14. November 2009 AW1 Vortrag Hosnia Najem Quelle: Hosnia Najem Bachelorarbeit Haw-Hamburg November

12 SIFT Funktion Invarianter markanter Punkt durch 128- dimensionalen Merkmalsvektor Quelle: Hosnia Najem Bachelorarbeit Haw-Hamburg November D Vektor =4 x4 Pixel x 8 Gradientenrichtung 14. November 2009 AW1 Vortrag Hosnia Najem 12

13 SIFT- Korrespondenzen Korrespondenzen markanter Punkte Quelle: Hosnia Najem Bachelorarbeit Haw-Hamburg November

14 SIFT Matching Keypoint Objektmodelle SIFT-Matchings-Keys Quelle: 14

15 Positionsbestimmung in Räumen Kameramodell Abbildung eines Raumpunktes: X (x,y,z) auf den Bildpunkt Xc(x,y) Quelle: November 2009 AW1 Vortrag Hosnia Najem 15

16 Positionsbestimmung in Räumen Kamera Kalibrierung Kamera Abstände Kamera Ausrichtungen Position, Lage Kameraparameter bestimmen Extrinsische Orientierung Intrinsische Orientierung 13 Kameraparameter Quelle: November 2009 AW1 Vortrag Hosnia Najem 16

17 Positionsbestimmung in Räumen Wie bildet eine Kamera Raumpunkte ab? Quelle: 17

18 Fazit SIFT hat Objekt erkannt Kameras liefern 3D Koordinaten im Raum, aber Wo ist der Schuh im Raum? Ziel: Der Schuh liegt neben dem Telefon. Voraussetzung: Alle Objekte im Raum sind bekannt Software: Gibt mir Information welche anderen Objekte im Raum liegen 18

19 Raum Modell City Geography Markup Language (CityGML) Geometrische Modellierung des Raumes 3D Darstellung des Raumes Level Of Detail 0-4 LOD 4 : Darstellung von Innenräumen, Texturen usw. Wo wird es bis jetzt eingesetzt? Als Landkarten zur Navigation 14. November 2009 AW1 Vortrag Hosnia Najem 19

20 CityGML Quelle: November 2009 AW1 Vortrag Hosnia Najem 20

21 CityGML IFC Explorer Quelle: 21

22 Zusammenfassung ZIEL : Der Schuh liegt neben dem Telefon. SIFT-Featur-Keys Gesuchtes Objekt Schuhe Objekte im Raum Telefon, Teddy,usw. Kamera Position und 3D Modell des Objektes im Raum CityGML Raummodell 22

23 Ausblick Anzeigen Objekt auf einem Display Spracherkennung mit Kamera verbinden Das gesuchte Objekt ansagen! Kamera mit den Sensoren verbinden: Putzfrau nach einer Party anfordern 23

24 Literatur DAVID G. LOWE: DAVID G. LOWE: BETTER MATCHING WITH FEWER FEATURES: THE SELECTION OF USEFUL FEATURES IN LARGE DATABASE RECOGNITION PROBLEMS, PANU TURCOT AND DAVID G. LOWE, UNIVERSITY OF BRITISH COLUMBIA VANCOUVER, CANADA PJTURCOT, DAVID G. LOWE: OBJECT RECOGNITION FROM LOCAL SCALE-INVARIANT FEATURES: DAVID G. LOWE: OBJECT RECOGNITION FROM LOCAL SCALE-INVARIANT FEATURES DAVID G. LOWE: DISTINCTIVE IMAGE FEATURES FROM SCALE-INVARIANT KEYPOINTS HOSNIA NAJEM: REALISIERUNG EINER BIBLIOTHEK FÜR DIE SCHNELLE OBJEKTVERFOLGUNG UND OBJEKTERKENNUNG IN BILDSEQUENZEN ;BACHELORARBEIT HAW-HAMBURG NOVEMBER 2009 CHRISTIAN STRAHL : OBJEKTERKENNUNG MITTELS SCALE INVARIANT FEATURE TRANSFORM ; HAW-HAMBURG:MASTER 2008 AW-VORTRAG 24

25 Literatur THORSTEN JOST: NAVIGATION ANHAND NATÜRLICHER LANDMARKEN MIT HILFE DER SCALE INVARIANT FEATURE TRANSFORM ; HAW-HAMBURG:MASTER 2008 ANWENDUG-VORTRAG ALEWTINA SCHUMAN: EIN EINFACH BENUTZBARES MOBILES NAVIGATIONSSYSTEM FÜR FUßGÄNGER (2008) MASTERARBEIT HAW-HAMBURG 2008; ANDREAS MEISEL:VORLESUNG: ANWENDUNGEN 2 HAW-HAMBURG HELMUT-SCHMIDT-UNIVERSITÄT UNIVERSITÄT DER BUNDESWEHR HAMBURG :ALLGEMEINE NACHRICHTENTECHNIK: 25

26 Literatur IFC - VIRTUAL REALITY : CITYGML: GEO-INFORMATIONSSYSTEME: IFCEXPLORER_CITYGML_-_IFC_CONVERTER: KIT UNIVERSITÄT DES LANDES BADEN-WÜRTTEMBERG UND NATIONALES FORSCHUNGSZENTRUM IN DER HELMHOLTZ-GEMEINSCHAFT INSTITUT FÜR ANGEWANDTE INFORMATIK: November 2009 AW1 Vortrag Hosnia Najem 26

27 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! 27

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