Formerkennung und Klassifizierung On-The-Fly in 3D-Punktewolken für mobile Roboter zur Pflanzenbehandlung

Seatovic, Dejan; van de Venn, Hans Wernher

Publication type:	Conference paper
Type of review:	Not specified
Title:	Formerkennung und Klassifizierung On-The-Fly in 3D-Punktewolken für mobile Roboter zur Pflanzenbehandlung
Authors:	Seatovic, Dejan van de Venn, Hans Wernher
Proceedings:	Intelligente mechatronische Systeme
Page(s):	280
Conference details:	Internationales Forum Mechatronik 2008, 22. & 23. September 2008
Issue Date:	2008
Publisher / Ed. Institution:	Kompetenznetzwerk Mechatronik BW
Publisher / Ed. Institution:	Stuttgart
ISBN:	978-3-00-025245-7
Language:	German
Subjects:	3d-Daten; Robotik; Formerkennung; Farming
Subject (DDC):	620: Engineering
Abstract:	Ampfer, die korrekte lateinische Bezeichnung lautet Rumex obtusifolius, ist eine der hartnäckigsten und widerstandsfähigsten Schädlingspflanzen in der Landwirtschaft. Aufgrund ihrer Eigenschaften breitet sie sich zur Zeit insbesondere in Europa immens aus. Ein automatisches Erkennungs- und Behandlungssystems ist derzeit am IMS der ZHAW in der Entwicklung und soll zukünftig als Alternative zum mühsamen Ausstechen der Pflanze von Hand eingesetzt werden. Mit Hilfe eines Laser-Triangulationssensors im Infrarotbereich und einer hoch auflösenden Smart-Cam werden die Pflanzen zusammen mit ihrer natürliche Umgebung als 3D-Datensatz im Rechner abgebildet. In einem nachfolgenden Segmentierungsprozess werden zusammenhängende Oberflächenelemente voneinander getrennt. Diese 3D-Oberflächensegmente werden mit den in einer Datenbank abgelegten, typischen Merkmalen der Ampferpflanze wie Form, Oberflächenbeschaffenheit usw. verglichen. Werden bei diesem Vorgang potentielle Kandidaten für Übereinstimmung mit Ampferblättern oder Teilen davon identifiziert, wird im Anschluss daran deren Textur analysiert, indem parallel zur 3D-Aufnahme erzeugte 2D-Bilder mit typischen Blatt-Texturen aus der Datenbank verglichen werden. Wird daraus ein Objekt als Ampferpflanze erkannt, werden seine Koordinaten in das Fahrzeugkoordinatensystem umgerechnet und die Blätter gezielt während der Fahrt mit einem Herbizid besprüht. Die räumliche Oberflächenanalyse erhöht die Segmentierungsleistung deutlich und macht sie robuster, insbesondere unter Bedingungen, bei denen State-of-the-art 2D Erkennungssysteme in der Regel versagen, wie z.B. bei geringem Kontrast, grün-in-grün Bilder, verrauschte Bilder oder Bilder aus ungünstigen Kamerapositionen. Erste Ergebnisse, welche mit dieser Technologie erzielt wurden, sind sehr vielversprechend. Die weitere System-Entwicklung konzentriert sich nun auf eine robustere Imaging-Technik und die Verbesserung der verschiedenen Algorithmen. Zukünftig wird es vom System-Design her möglich sein, auch anderen Pflanzenarten flexibel in das Erkennungssystem integrieren zu können.
URI:	https://digitalcollection.zhaw.ch/handle/11475/7318
Fulltext version:	Published version
License (according to publishing contract):	Licence according to publishing contract
Departement:	School of Engineering
Organisational Unit:	Institute of Mechatronic Systems (IMS)
Appears in collections:	Publikationen School of Engineering

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Seatovic, D., & van de Venn, H. W. (2008). Formerkennung und Klassifizierung On-The-Fly in 3D-Punktewolken für mobile Roboter zur Pflanzenbehandlung [Conference paper]. Intelligente mechatronische Systeme, 280.

Seatovic, D. and van de Venn, H.W. (2008) ‘Formerkennung und Klassifizierung On-The-Fly in 3D-Punktewolken für mobile Roboter zur Pflanzenbehandlung’, in Intelligente mechatronische Systeme. Stuttgart: Kompetenznetzwerk Mechatronik BW, p. 280.

D. Seatovic and H. W. van de Venn, “Formerkennung und Klassifizierung On-The-Fly in 3D-Punktewolken für mobile Roboter zur Pflanzenbehandlung,” in Intelligente mechatronische Systeme, 2008, p. 280.

SEATOVIC, Dejan und Hans Wernher VAN DE VENN, 2008. Formerkennung und Klassifizierung On-The-Fly in 3D-Punktewolken für mobile Roboter zur Pflanzenbehandlung. In: Intelligente mechatronische Systeme. Conference paper. Stuttgart: Kompetenznetzwerk Mechatronik BW. 2008. S. 280. ISBN 978-3-00-025245-7

Seatovic, Dejan, and Hans Wernher van de Venn. 2008. “Formerkennung und Klassifizierung On-The-Fly in 3D-Punktewolken für mobile Roboter zur Pflanzenbehandlung.” Conference paper. In Intelligente mechatronische Systeme, 280. Stuttgart: Kompetenznetzwerk Mechatronik BW.

Seatovic, Dejan, and Hans Wernher van de Venn. “Formerkennung und Klassifizierung On-The-Fly in 3D-Punktewolken für mobile Roboter zur Pflanzenbehandlung.” Intelligente mechatronische Systeme, Kompetenznetzwerk Mechatronik BW, 2008, p. 280.