Inkrementelles Mapping aus Bildfolgen

• Antragsteller: Professor Dr. Cyrill Stachniss
• Fachliche Zuordnung: Geodäsie, Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformatik, Kartographie
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 166047863

Das Projekt zielt auf ein inkrementelles Mapping aus einer Bildfolge, die von einem autonomen Kopter aufgenommen wird. Die zu erstellende Karte ist eine dreidimensionale Punktwolke mit Informationen über die lokale Oberflächennormale zusammen mit der lokalen geometrischen Erscheinungsform und ihrer Unsicherheit. In der ersten Phase wurde eine schnelles und robustes Verfahren zur Bestimmung der visuellen Odometrie, welches mit 10\,Hz auf zwei Stereokameras auf dem Kopter läuft, entwickelt. Die visuelle Odometrie basiert auf einer inkrementellen Bündelausgleichung, die zusätzlich unendlich ferne Punkte berücksichtigen kann. Dieses neue im Projekt entwickelte Verfahren erlaubt eine äußerst robuste Schätzung der Orientierung der Plattform in Echtzeit. Durch die Integration von GNSS Beobachtungen aus P1, ist die visuelle Odometrie direkt georeferenziert. Das gleiche Verfahren wird auch auf der Bodenstation verwendet, um die Punktwolke aus den Bildern der hochauflösenden Kamera zu erzeugen. Unsere Evaluationen zeigen, dass eine hohe Genauigkeit der georeferenzierten Punktwolke erreicht werden kann. In der Phase~II bleibt der Fokus des Projekts erhalten, aber es werden neue Techniken entwickelt, um die Komponenten aus Phase~I zu erweitern und die gesamte Positionsschätzung weiter zu robustifizieren. Darüber hinaus rückt die Integration der relevanten Informationen aus mehreren Bildfolgen in den Vordergrund, so dass sich eine Mission aus mehreren Flügen zusammensetzen kann. Neben einer engeren Verknüpfung der visuellen Information mit den Laserdaten sowie einer statistisch korrekten Integration von GPS, IMU, und visuellen Daten wird in der Phase~II explizit die Registrierung mehrerer auch zu deutlich unterschiedlichen Zeitpunkten aufgenommener Daten adressiert. Darüber hinaus soll das Gesamtsystem zur Positionsbestimmung und Kartenbau robustifiziert werden. Dabei werden typischer Fehler bis hin zum Ausfall einzelner Sensoren oder Komponenten berücksichtigt und Strategien entwickelt, um die Ortung und die lokale Kartenbildung trotz allem erfolgreich durchzuführen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 1505: Mapping on Demand
• Mitverantwortlich: Professor Dr.-Ing. Wolfgang Förstner