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Imagestitching

 

Erstellung von hochauflösenden Wärmepanoramabildern mittels Imagestitching

Betreuer:

Prof. Dr.-Ing. Klaus-Dieter Kuhnert
Dipl.-Inform. Marc Steven Krämer

Bearbeiter:

Uwe Schmidt

 

Beschreibung

Wärmebildkameras werden Heutzutage verschiedenseitig eingesetzt. Sie helfen bei der Detektion von defekten Solarzellen, der Suche von vermissten Personen und finden Anwendung in der Sicherheitsindustrie. Im Vergleich zu TV-Kameras haben Wärmebildkameras nur eine geringe Auflösung, was die Verwendbarkeit der Wärmebilder einschränkt. Ein weiter Nachteil der Thermalbilder ist, dass sie sehr detail arm sind, was vorallem ein Imagestitching erschwert. Der in dieser Diplomarbeit erarbeitete Ansatz schlägt vor, die Wärmebilder auf die TV-Bildern zu projezieren um so ein fusioniertes Bild zu gewinnen. Das Fusionsbild kombiniert die Vorteile aus beiden Welten, den Detailreichtum der TV-Bild und die Zusatzinformationen über die Temperatur. Für die Bildgewinnung wurde ein Kamerasystem, bestehend aus einer GoPro-Kamera und einer Wärmebildkamera, an einer Drohne befestigt. Mithilfe der Drohne konnten verschiedene Aufnahmen von Gebäuden der Universität zu erstellen werden. Aus diesen Bildern soll später das fusionierte Panoramabild entstehen.

Verwandte Arbeiten und Resultate

Abbildung 1 zeigt den Aufbau des entwickelten Systems. Für den Prozess wurden verschiedene Anwendungen entwickelt. Mit dem Programm ThermalImageextrator kann ein Video der Firma Optris in Einzelbilder überführt werden. Um beide Videos zu synchronisieren ist das Programm VideoSync entstanden dieses erstellt synchrone Einzelbilder anhand eine Synchronpunkts, der vom Nutzer eingestellt wird und zuvor im Video festgelegt wurde, siehe Abbildung 2. Um eine Projektion von Thermalbild auf GoProbild zu realisieren müssen die internen und externen Eigenschaften des Kamerasystem durch Kamerakalibrierung ermittelt werden. Dazu wurde ein Kalibrierungsmuster aus verschiedenen Positionen aufgenommen. Aus diesen Bilder kann die Position der Kameras zueinander bestimmt und die Porjektion durchgeführt werden, siehe Abbildung 3. Mittels Imagestitching wurde versucht aus den einzelnen Bildern ein Panoramabild zu erstellen. Dies gelang für die GoProbilder, aber scheiterte, aufgrund von wenigen Details, bei den Wärmebildern. Aufgrunddessen wurde der von Hardik Karelia erstellte Imagestitcher, mitdem alle Stitching Ergebnisse erstellt wurde, erweitert. Dieser kann zusätzlich Wäbildmatrizen stitchen, indem er für die Wärmebilder die gleichen Merkmale, wie für GoProbilder annimmt. Für einfachere Betrachtung wurde ein Programm erstellt, welches es dem Nutzer ermöcht den Fusionsprozess mittels Regeln zu steuern, dargestellt in Abbildung 4.

Abbildung 1: Schritte von einem Flug bis zum fertigen Thermopanoramabild

Abbildung 2: Synchronpunkt hergestellt mit einer Uhr aus dem Material von Flug

Abbildung 3: Projektion von Psuedofarbbild auf GoProbild

Abbildung 4: Programm zum betrachten und einstellen der fusionierten Bildes