Bildverarbeitung

Der Nutzen von 'Perceptual Computing'

19. März 2018, 2:00 Uhr | Dr. Christopher Scheubel

Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Anwendungsbeispiele

Bereichsübergreifend ermöglicht ‚Perceptual Computing‘ intelligente Anwendungen – etwa für Drohnen und Consumer-Geräte sowie für Industrie- und Heimroboter: Kaffeemaschinen können Benutzer und ihre Trinkvorlieben erkennen und identifizieren. Menschen können Geräte mit Gesten bedienen, auf eine Art und Weise, wie sie normalerweise mit anderen Menschen interagieren. Reinigungsroboter werden befähigt, ihre Umgebung zu analysieren und damit die Wohnung auf intelligente Weise sauber zu machen, Hindernisse zu umfahren und dabei das Aufsaugen von Wertgegenständen – etwa Ohrringen – zu vermeiden.

‚Perceptual Computing‘ unterstützt Virtual und Mixed Reality (VR/MR) in den Bereichen Gaming und virtuelle Zusammenarbeit, indem reale und künstliche Objekte intuitiv verschmel-zen. 3D-Sensing ermöglicht es Industrie-robotern, wie der Mensch Gegenstände zu greifen und abzulegen sowie während dieser Bewegung Zusammenstöße zu ver-hindern. So wird die Mensch-Maschine-Interaktion effektiv und nahezu selbst- verständlich. Drohnen können Menschen folgen und Hindernisse erkennen. Über-wachungs- und Sicherheitsanwendungen lassen sich mit Hilfe vielfältiger Techno-logie- und Datennutzung zur Navigation, Kontrolle und Interpretation einer Vielzahl von Situationen heranziehen. Aktuelle 3D-Sensing-Produkte wie beispielsweise die ‚RealSense‘-Technologie-Linie von Intel verbessern ‚Perceptual Imaging‘-Anwendungen weiter.

Die ‚RealSense‘-Technologie basiert auf Stereo-Vision. Dabei werden zwei Kamerabilder im Infrarotbereich aufgenommen und anschließend nach identischen Pixeln auf beiden Bildern gesucht. Über den Abstand zwischen den beiden Sensoren wird trianguliert und somit die Tiefeninformation des betreffenden Pixels bestimmt. Mit dieser Technologie können OEMs und Bildverarbeitungs-Ingenieure menschenähnliche 3D-Wahrnehmung in ihren Anwendungen implementieren, ohne dass eine komplette Neuentwicklung erforderlich würde. Imaging- und Vision-Experten, wie beispielsweise spezialisierte Distributoren und Systemintegratoren, können Anwender dabei unterstützen, die 3D-Sensing-Technologie zu nutzen, um zukunftsweisende Anwendungen umzusetzen und Maschinen sehen und denken zu lassen.

Die RealSense-Technologie umfasst eine Serie von Komponenten, die – in Geräte oder Maschinen integriert – diesen ermöglichen, zu ‚verstehen‘ und mit der Umge-bung dreidimensional zu interagieren. Die Produktlinie beinhaltet einen Vision-Prozessor mit verbesserten Tiefenfunktionen, verschiedene Tiefenmodule sowie -kameras und ein Software Development Kit (SDK).

Mit den ‚Out-of-the-Box-Kits‘ etwa erhalten Imaging- und Vision-Ingenieure direkt einsatzbereite Komponenten, mit denen sie Anwendungen 3D-fähig machen können. So lassen sich lange Entwicklungszyklen minimieren und die Marktein-führungszeit deutlich verkürzen. Ein Beispiel: Die RealSense-Tiefenkameras der Serie ‚D400‘ von Intel lassen sich via USB zu vorhandenen Prototypen hinzufügen. Die Bildauflösung, hohe Bildraten und der integrierte Infrarot-Projektor unterstützen Anwendungen für Indoor- und Outdoor-Umgebungen, bei denen typische 3D-Lösungen bisher scheiterten. Tiefendaten werden vom integrierten Prozessor erstellt und können direkt von der Kamera an die ausgewählte Auswertungs-Plattform wei-tergeleitet werden. Das ‚RealSense SDK‘, das es unter anderem für Windows OS und Linux gibt, umfasst Beispielcodes, De-bugging-Tools sowie Auswertungsprogramme zur Beschleunigung von Vision-Projekten.

Die Produkte der RealSense-Linie unterscheiden sich beispielsweise durch Spezifikationen wie IR-Projektor, Sichtfeld und Shutter-Typ. Falls eine tiefere Integration notwendig ist, lassen sich die Intel-Vision-Prozessoren mit kundenspezifischen Kameras und Boards integrieren. RealSense-ASICs berechnen anhand der von mehreren Kameras eingehenden Raw-Bildströme hochauflösende 3D-Tiefenkarten, ohne dass hierfür ein eigener Grafik- oder Hostprozessor nötig wäre. Diese integrierte Lösung kann den Hostprozessor des Systems deutlich entlasten.

Autor:
Dr. Christopher Scheubel ist zuständig für IP und Business Development bei Framos in Taufkirchen