ISBN 978-3-8439-0083-6

978-3-8439-0083-6, Reihe Informatik

Alexander Steiger
Interaktive Projektionsbasierte Erweiterte Realität in der Robotik

190 Seiten, Dissertation Karlsruher Institut für Technologie (2011), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Ausgehend von den in der Einleitung der Arbeit vorgestellten Visionen, werden in der vorliegenden Arbeit ein Konzept und eine generische Systemarchitektur für ein PER-System vorgestellt, die diese Visionen exemplarisch umsetzen. Es werden Grundlagen und der Stand der Forschung und Technik im Bereich von PER dargestellt und eine Klassifizierung der existierenden Systeme in stationäre Systeme, Systeme auf kinematischen Ketten und mobile Systeme durchgeführt. Es werden theoretische Grundlagen zur Modellierung und Kalibrierung von Kameras und Projektoren erläutert, wobei mehrere Kalibrierverfahren vorgestellt werden. Anschließend wird eine Übersicht über die Verfahren der Oberflächenerfassung gegeben und ein für PER-Systeme besonders geeignetes Verfahren mit strukturiertem Licht realisiert. In einem weiteren Abschnitt wird eine realisierte Simulationsumgebung zur Projektion beschrieben und ein Konzept für perspektivenabhängige und kontextabhängige Entzerrung der Projektion auf gekrümmten Oberflächen vorgestellt. Da sich eine Umsetzung der Projektionsentzerrung auf ebenen Oberflächen relativ trivial und mit einfachen Mitteln lösen lässt, wird ebenfalls eine Entzerrung auf ebenen Oberflächen betrachtet. Für eine experimentelle Validierung der entwickelten Konzepte werden Beispiele realer umgesetzter Szenarien präsentiert, eine Benutzerbefragung durchgeführt und verschiedene Kalibriertechniken zur KPS-Kalibrierung gegenübergestellt. Darüber hinaus werden die Kriterien Genauigkeit und Rechenzeit der realisierten Komponenten bewertet.