BME Villamosmérnöki és Informatikai
Kar, Mûszaki Informatika Szak
3D LÁTÓRENDSZEREK tantárgy, INTELLIGENS
RENDSZEREK
Béta modul, 7. szemeszter, heti 4 elõadás
magyar nyelven
Jelentkezés levelezési listára, hallgatói megjegyzések
A tantárgy elôadója
A tantárgy célkitûzése
- A 3D információ valósidejû feldolgozása
a rugalmas gyártórendszerek egyre növekvô
fontosságú területe. Ezen igény kielégítése
számos esetben speciális optoelektronikai érzékelôk,
berendezések és eljárások alkalmazását
követeli meg. A tárgy e korszerû hardver, algoritmikus,
szoftver és mesterséges intelligencia eszközök
ismertetését tûzte ki célul.
A tantárgy részletes tematikája
- 3D képérzékelõk. Triangulációs
elvû, repülési idôn és fázis
mérésen alapuló módszerek. Térrészfelosztás
elve Gray-kódú maszkokkal. Moire topográfia.
2D érzékelôk alkalmazhatósága
(sztereo, aktiv-fényes módszer, árnyékhatás
mérésen alapuló módszer).
- Optoelektronikai eszközö. Alapfogalmak (fluxus,
luminancia, intenzitás, fekete test). Inkoherens és
koherens fényforrások (laser). Laser optikák,
eltérítô rendszerek. Optikai jelátvitel.
Száloptikák tipusai, tulajdonságai. Optoérzékelôk
(fotodiódák, optosokszorozók). CCD érzékelôk,
PSD érzékelôk. Képérzékelôk
(hagyományos képfelbontócsöves kamerák,
CCD vonal és mátrix kamerák).
- Kameramodellek. Pin-hole modell. Megvilágítás,
optika, érzékelô, elektronika torzításainak
modellezése.
- Reflexiós függvények. A felületi visszaverôdés
törvényszerûségei. A laser fény
visszaverôdési modelljei. Felületi jellemzôk
hatása a visszaverôdésre. Laseres mikroszkópia.
A laseres megvilágítású intenzitáskép
sajátosságai.
- Kombinált távolság és intenzitásérzékelôk.
A kétféle adatstruktura korrelált megjelenítése.
Hibacsökkentési módszerek a kétféle
adatbázis kombinált kiértékelésével.
- Navigációs szenzorok. Ultrahangos távolságérzékelôk.
Dokkolást segítô rendszerek, korrelációs
látószenzorok. Laseres navigációs
kamerák. Forgófejes detektorok. Tájolási
pontok szerepe az indoor navigációban.
- Mobil platformok. Induktiv hurkos rendszerek. Optikai markeres
rendszerek. Optikai közelségdetektorok. Anyagérzékeny
közelségdetektorok. Szenzorjelek csatolása
irányító berendezésekhez.
- Mozgó objektumok detektálása. Mozgási
mezô és optikai áramlási mezô
kapcoslata. Az intenzitás állandóság
elvén alapuló egyszerûsített modell
az optikai áramlásra.
- Esettanulmány: GT6A robot aktívfényes
3D látórendszere. Hardver elemek. Laser sík
és tárgy metszetének detektálása
zajos képen. Szegmensek meghatározása. Tárgyleírás,
tárgyfelismerés, tárgylokalizáció.
Real-time feldolgozás.
- Ipari látórendszer fejlesztésének
lépései. Feladatdefiníciós kérdôív.
Megvalósíthatósági tanulmány.
Prototipus. Látórendszerek installációs
problémái ipari környezetben.
- Bináris matematikai morfológiai alapok. Kiterjesztés
3D távolságképekre. 3D képelôfeldolgozás
morfológiai módszerekkel. Valósidejû
implementációk.
- Differenciálgeometriai módszerek. Az elsô
és második fundamentális alak. Felületek
osztályozása. Numerikus szempontok. Távoságképfeldolgozás
differenciálgeometriai és statisztikai módszerekkel.
- Paraméterbecslésen alapuló módszerek.
Lineáris és kvadratikus régiók meghatározása
a távolságképben paraméterbecsléssel.
Modell és jelenet primitivjeinek egymáshoz rendelése,
a közöttük levô transzformáció
meghatározása kvaterniós technikával.
- Lényegkiemelés és modellillesztés.
Oshima és Shirai heurisztikus módszere. Faugeras
és Herbert módszere az egyidejû felismerésre
és pozícionálásra. Egyszerûsítési
lehetôségek speciális felületek esetén,
hisztogrammos technikák.
- Távolságképfeldolgozás transzputerekkel.
Oshima és Shirai valamint Faugeras és Herbert módszerén
alapuló algoritmusok és implementálásuk
OCCAM és Parallel C nyelven. Transzputer és jelfeldolgozó
processzor bázisú párhuzamos képfeldolgozó
architektúrák tervezési kérdései.
A tantárgy oktatásának módja
- A tantárgy elôadásból áll,
amelynek anyagába beillesztésre kerülnek az
elméletet magyarázó illusztrációs
példák és esettanulmányok.
Követelmények
- Szorgalmi idôszakban: nagyfeladat.
- A vizsgaidôszakban: vizsga
Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom
- Shirai, Y.: "Three-dimensional vision". Springer,
1987.
- Kanade, T. ed.: "Three-dimensional machine vision".
Kluwer Academic Publishers, 1987.
- Besl, P.J.: "Surfaces in range image understanding".
Springer, 1988.
- Serra, J.(ed.): "Image Analysis and Mathematical Morphology".
Academic Press, 1988.
- Haralick, RM.: "Computer Vision I-II". Addison Wesley,
1992.
A tantárgy témájához kapcsolódó
nemzetközi együttmûködések
Forschungszentrum Informatik (FZI), Karlsruhe
National Institution of Applied Sciences, Rennes
(Laboratoire d'Applications de Techniques Électroniques
Avancées
Compiegne University of Technology
(Universite de Technologie de Compiegne)
France Telecom of Bretagne
(France Telecom de Bretagne)
Department of Process Control