Interaktives Computergrafik-basiertes Rapid Prototyping der Bilderfassung für die Automatische Sichtprüfung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Jürgen Beyerer; Professor Dr.-Ing. Carsten Dachsbacher; Professor Dr.-Ing. Heinz Wörn
• Fachliche Zuordnung: Bild- und Sprachverarbeitung, Computergraphik und Visualisierung, Human Computer Interaction, Ubiquitous und Wearable Computing
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 259155146

In diesem Vorhaben werden Grundlagen und Methoden erforscht und erarbeitet, um durch Einsatz von synthetisch erzeugten Bildern den bisher hohen Aufwand für Design, Entwicklung, Implementierung und Test von Systemen der Automatischen Sichtprüfung (ASP) deutlich zu reduzieren und deren Leistungsfähigkeit und Robustheit zu steigern. Unser neuer Ansatz ist es, den Einsatz von synthetischen Bildern, die mittels Computergrafik (CG) erzeugt werden, für diese Zwecke grundlegend und systematisch zu untersuchen. Dazu sollen Verfahren und Kriterien erarbeitet werden, die den generellen Simulationsansatz auf ein wissenschaftliches Fundament stellen und eine breite Anwendung in zahlreichen Aufgabenfeldern für bildverarbeitende Systeme, aber auch allgemein für den Bereich der Sensorsimulation finden werden. Insbesondere für die Anwendung in sicherheitskritischen oder qualitätssensitiven Bereichen sollen das Design und die Evaluation leistungsfähiger und robuster ASP-Systeme durch den Einsatz synthetischer Bilder vereinfacht und verbessert werden. Im Gegensatz zu bisherigen Ansätzen sollen zur zielgerichteten Optimierung eines Sichtprüfungssystems bereits Informationen aus dem Entstehungsprozess von mittels CG synthetisierten Bildern genutzt werden, um die Optimierung zu verbessern und zu beschleunigen. So sind zum Beispiel aufgrund der CG-Synthese Sichtbarkeiten zwischen den Objekten und der Beleuchtung sowie die gesamte Lichtverteilung innerhalb des Aufbaus bekannt und können zur Findung der optimalen Bildgewinnung für ein ASP-System genutzt werden.Ein weiterer Unterschied zu bisherigen Arbeiten liegt in der Einführung eines interaktiven, (teil-) automatisierten Optimierungsprozesses zur Bestimmung des bestmöglichen Satzes extrinsischer und intrinsischer Parameter der Komponenten der Bildgewinnung für eine gegebene ASP-Aufgabe, sowie die optimale Zahl von Aufnahmen für Bildserien. Dabei wird zunächst das zu verwendende ASP-Verfahren vom ASP-Experten ausgewählt und durch ihn im Laufe der Optimierung ggf. geändert. Um die zahlreichen Parameter der vom ASP-Experten gewählten Komponenten der Bildgewinnung optimal festzulegen, findet eine automatische Parameteroptimierung auf Grundlage der mittels CG-Synthese erhaltenen Information statt. Durch diese Aufgabenteilung werden die Kompetenz des ASP-Experten und die Vorteile der CG-gestützten automatischen Optimierung zielführend kombiniert.In dem beantragten Vorhaben ermöglicht die Zusammenarbeit dreier Institute, von denen jedes für sich in dem jeweiligen Teilgebiet eine ausgewiesene Expertise besitzt, die Bearbeitung dieser interdisziplinären Aufgabenstellung in einer Tiefe, die von bisherigen Ansätzen nicht erreicht wurde. Dadurch können Erkenntnisse erwartet werden, die für eine große Breite von Anwendungsfeldern nutzbar sind.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Institution: Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB