TY - THES AB - Die grundsätzliche Zielsetzung von intelligenten Systemen zur Überwachung von Innenräumen besteht in der automatisierten Interpretation von Aktionen in dem zu betrachtenden Gebiet. Eine Prämisse hierfür ist die Fähigkeit der Detektion, Lokalisation, Verfolgung und Klassifikation von Objekten im entsprechenden Zielbereich. Entscheidend für die Konzeption eines Überwachungssystems ist weiterhin das primäre Einsatzgebiet. Während für kleine Überwachungsbereiche und unter der Annahme nur weniger gleichzeitig vorhandener Objekte eventuell die Verwendung eines einzelnen Sensorsystems ausreicht, bedarf es im Fall größerer Bereiche, mit mehreren gleichzeitig vorhandenen und zu verfolgenden Objekten, in der Regel einer verteilten und miteinander kooperierenden Sensorik. Ein in letzter Zeit verstärkt verfolgter Ansatz zur Steigerung der Leistung der Prozesse von Detektion, Lokalisation und Klassifikation liegt dabei in der Verwendung einer Kombination von 2D- und 3D-Informationen, welche, je nach Anforderung, auf Pixel-, Merkmal- oder Entscheidungsebene miteinander fusioniert werden. Die Kombination unterschiedlicher Systeme zu 2D/3D-Messsystemen ist jedoch keineswegs trivial. Zunächst bedarf es im Falle der Betrachtung beweglicher Objekte einer zeitlichen Synchronisation der anfallenden Daten. Im Hinblick auf eine effektive Fusion ist weiterhin eine Registrierung der Daten der unterschiedlichen Quellen notwendig. Tritt zusätzlich die Notwendigkeit einer koordinierten Verwendung mehrerer Systeme auf, so kann das aufgrund der sich ergebenden Komplexität in Bezug auf die Handhabung der informationsliefernden Einheiten in einer inakzeptablen Operation des Gesamtsystems münden. Die am Zentrum für Sensorsysteme (ZESS) entwickelte MultiCam, ein zurzeit einmaliges Sensorsystem zur kombinierten Akquisition von CMOS-basierten Intensitäts- (2D) und Time-ofFlight (ToF) basierten Distanzdaten (3D) einer gesamten Szene, erlaubt aufgrund ihres monokularen Aufbaus eine drastische Vereinfachung der Registrierung der 2D- und 3DInformationen. Weiterhin ermöglicht die interne Logik, untergebracht in einem dedizierten FPGA, eine akkurate Synchronisation der unterschiedlichen Informationsströme. Durch die Reduktion der Komplexität der Prozesse der Registrierung sowie Synchronisierung der 2D- und 3D-Daten bietet sich die Möglichkeit der Kombination einer Vielzahl von simultan operierenden MultiCams zu einem Überwachungssystem an, mit im Vergleich zu konventionellen 2D/3D-Systemen drastisch vereinfachter Handhabung. Bedingt durch den Einsatz der ebenfalls am ZESS entwickelten Beleuchtungseinheiten, erlauben die im Rahmen dieser Arbeit verwendeten MultiCams die Überwachung eines Distanzbereichs bis ca. 9 m bei einer Bildwiederholrate von 20 Bildern pro Sekunde. Dieses entspricht einem Entfernungsbereich, der zurzeit von ToF-Systemen vergleichbarer Art nur unter Einsatz erhöhter Integrationszeiten und somit reduzierter Bildwiederholraten abgedeckt werden kann. Weiterhin ergibt sich durch die Verwendung einer Linse mit einer Brennweite von 6mmdie Möglichkeit der Überwachung von Volumina, in denen sich mehrere Personen simultan aufhalten und miteinander interagieren können. In Verbindung mit der vorhandenen Zeitauflösung kann damit der Bewegungsdynamik der Objekte effektiv Rechnung getragen werden. Aufgrund der genannten Eigenschaften eignet sich die MultiCam somit ideal zur Detektion, Lokalisation, Verfolgung und Klassifikation von Objekten in Innenräumen. Durch die Verwendung der Informationen von mehreren, simultan operierenden MultiCams mit verschiedenen Ausrichtungen und einem sich teilweise überlappenden Sichtbereich, lässt sich weiterhin eine direkte Erweiterung des Überwachungsbereichs sowie eine Reduktion durch gegenseitige Objektverdeckungen induzierten Uneindeutigkeiten erreichen und ermöglicht die Erzeugung von Objekttrajektorien mit einem erhöhten Informationsgehalt. Dem Problem der anfallenden Datenmenge, die durch die Verwendung mehrerer simultan operierender MultiCams entsteht, wird durch den Einsatz eines agentenbasierten verteilten Systems begegnet. Informationsliefernde Agenten, bestehend aus einer MultiCam mit zugehöriger Prozessierungseinheit, übernehmen die Erzeugung von lokalen Informationen bzw. Features bzgl. der aus ihrer Sicht vorhandenen Objekte und senden diese in Form eines Statusvektors an einen zur Fusion aller Informationen zuständigen Agenten. Weiterhin können aufgrund der gegenseitigen Unabhängigkeit der informationsliefernden Agenten die Daten der vorhandenen MultiCams parallel bearbeitet werden, was eine einfache Skalierung des Gesamtsystems erlaubt. AU - Loepprich, Omar Edmond DA - 2013 KW - Datenfusion KW - 2D/3D-devices KW - surveillance system KW - multiple simultaneously operating MultiCams LA - ger PY - 2013 TI - Lokalisation und Verfolgung von Personen in Echtzeit unter Verwendung kooperierender 2D/3D-Kameras TT - Real-Time localization and tracking of persons using cooperative 2D/3D-cameras UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:467-8040 Y2 - 2024-11-22T01:59:54 ER -