Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Orientierung für Roboter: TU Graz startet Christian Doppler Lab für semantische 3D Computer Vision

26.04.2016

Gefördert von Qualcomm Technologies und vom BMWFW will das Grazer Team Computern ermöglichen, sich in einer nicht standardisierten Umgebung zu orientieren.

Wer sich räumlich orientieren will, muss seine Umgebung wahrnehmen und das Wahrgenommene interpretieren. Das gilt für Roboter ebenso wie für Lebewesen. Maschinen sehen dank modernster Kameratechnik und computergesteuerter Bilderkennungsmethoden, die die Umgebung standardisiert mittels zweidimensionaler Bilder beschreiben.


The team of the Institute of Computer Graphics and Vision also works with in- and outdoor drones.

© Lunghammer - TU Graz


Along with corporate -supporter Qualcomm Technologies, Inc., the team at TU Graz will be working on a description of images in 3D.

© Lunghammer - TU Graz

Die richtige Interpretation des Gesehenen lässt auf zweidimensionaler Ebene allerdings zu wünschen übrig, wie Vincent Lepetit vom Institut für Maschinelles Sehen und Darstellen der TU Graz erklärt: „2D-Bilder geben lediglich Informationen darüber, wo sich ein Objekt ungefähr befindet. Es ist eine flache Information ohne Angaben zur Tiefe von Objekten oder zu deren Position in Relation zu anderen Objekten. Ein Roboter weiß so zum Beispiel nicht genau, wohin er greifen soll“.

Zudem können Bilder zahlreichen Abweichungen unterliegen: Verzerrungen, Unschärfe, ungeplante Bewegungen oder die Ähnlichkeit zu anderen Objekten machen es der Maschine schwer, richtig zu sehen und zu interpretieren. Für eine Umgebungsbeschreibung in 3D reichte die verfügbare Rechenkapazität bislang nicht.

„Erfreulicherweise ist die Rechnerleistung in den letzten Jahren aber rasant gestiegen, und das eröffnet uns neue Möglichkeiten in der Computer Vision“, so Lepetit. Der gebürtige Franzose ist der Leiter des neuen „Christian Doppler (CD-)Labors für semantische 3D Computer Vision“, das am Dienstag, 26. April 2016, an der TU Graz eröffnete.

In den kommenden sieben Jahren wird er mit seinem Team der TU Graz und gemeinsam mit dem Unternehmenspartner Qualcomm Technologies an einer Bildbeschreibung in 3D arbeiten. Das Ziel: Roboter sollen sich selbstständig in einer reellen, unkontrollierten Umgebung zurechtfinden.

BMWFW fördert Innovation

„Der Einsatz von Robotern wird im täglichen Leben sowie der industriellen Produktion immer wichtiger“, so Wissenschafts-, Forschungs- und Wirtschaftsminister Vizekanzler Reinhold Mitterlehner. „Die Forschung in diesem CD-Labor wird dazu beitragen, dass Roboter ihre Umwelt besser visuell wahrnehmen und auf Objekte reagieren können. Die hier erarbeiteten Lösungen sind ein weiterer Schritt zur Industrie 4.0 und können vielfältig genutzt werden, vom selbstfahrenden Auto bis zur Anwendung in Fabriken. Von Forschung und Innovation in diesem Bereich profitieren alle beteiligten Partner und langfristig auch der Standort Österreich, der nur durch Produkte am Puls der Zeit wettbewerbsfähig bleibt“.

Wie Maschinen lernen

Egal ob autonome Fahrzeuge oder roboterunterstützte Fabriken: Maschinen lernen durch Wiederholungen. Werden sie mit Daten gefüttert, können sie Muster erkennen, sich merken und entsprechend handeln. Das bedeutet im Umkehrschluss: Um einer Maschine etwas beizubringen, braucht es bekannte Daten. Dazu Lepetit: „Viele Dinge funktionieren heute, weil im Vorfeld eine Menge Daten generiert wurde, aus deren Wiederholung ein Roboter lernt. Sind keine Daten vorhanden, bleibt nur das mühsame händische Programmieren. Das macht Anwendungen sehr fehleranfällig und wenig flexibel.“ Statistische Methoden reichen für das dreidimensionale Sehen von Computern nicht aus. Im Rahmen des CD-Labors will die Grazer Gruppe auf maschinellem Lernen basierende Ansätze als fundamentale Bausteine für Anwendungen der 3D Computer Vision entwickeln. Nach vielversprechenden Anwendungen von 3D Computer Vision muss nicht lange gesucht werden: die roboterunterstütze Wartung in Fabriken, weit genauere Positionserkennung im Außenbereich oder weiterentwickelte Interaktionsmöglichkeiten zwischen Mensch und Maschine sind nur drei Beispiele.

Ziele des CD-Labors

Roboter brauchen eine möglichst vielfältige Datenquelle um ihre Position auch bei hoher Geschwindigkeit exakt feststellen zu können. Die Forschungsarbeit im CD-Labor für semantische 3D Computer Vision wird daher auf verschiedene Kameratypen und Sensoren zur Umgebungs- und Lageerkennung sowie auf Bewegungs- und Beschleunigungssensoren und Kompasse setzen. „Wir suchen außerdem nach Wegen einer automatisierten Positionserkennung auf Basis verfügbarer Bilddatenbanken wie Google Street View und durch Nutzung zweidimensionaler Quellen wie Landkarten und Stadtpläne“, so Lepetit. Am Ende des siebenjährigen CD-Labors sollen Roboter ihre vielfältigen Möglichkeiten auch in einer unkontrollierten Umgebung mit unvorhergesehenen bildhaften Situationen besser entfalten.

Hochkarätiger Unternehmenspartner

Das Forschungs- und Entwicklungsunternehmen Qualcomm Technologies Inc., eine hundertprozentige Tochtergesellschaft von Qualcomm Incorporated, einem in San Diego, Kalifornien ansässigen Unternehmen, wird die Grazer Wissenschafter begleitend unterstützen. Qualcomm war bereits Partner des Christian Doppler Labors für Handheld Augmented Reality, das zwischen 2008 und 2015 von Dieter Schmalstieg vom Institut für Maschinelles Sehen und Darstellen der TU Graz geleitet wurde. „Qualcomm Technologies ist stolz, bereits zum zweiten Mal als Partner in ein Zusammenarbeitsprojekt mit dem CDL eingebunden zu sein“, erklärte Serafin Diaz, Vice President Engineering bei Qualcomm Technologies, Inc. „Wir sind überzeugt, dass unsere frühere Zusammenarbeit ein Erfolg gewesen ist und zuversichtlich, dass dieses neue Christian Doppler Labor für semantische 3D Computer Vision ebenso erfolgreich sein kann. Die Ergebnisse dieses Forschungsprojekts sollen in den Bereichen Autonomes Fahren und Navigation für Roboteranwendungen zur Anwendung kommen.“

In Christian Doppler Labors wird anwendungsorientierte Grundlagenforschung auf hohem Niveau betrieben, hervorragende Wissenschafterinnen und Wissenschafter kooperieren dazu mit innovativen Unternehmen. Für die Förderung dieser Zusammenarbeit gilt die Christian Doppler Forschungsgesellschaft international als Best-Practice-Beispiel. Christian Doppler Labors werden von der öffentlichen Hand und den beteiligten Unternehmen gemeinsam finanziert. Wichtigster öffentlicher Fördergeber ist das Bundesministerium für Wissenschaft, Forschung und Wirtschaft (BMWFW).

An der TU Graz ist dieses CD-Labor im Field of Expertise „Information, Communication & Computing“ verankert, einem von für strategischen Forschungsschwerpunkten.

Kontakt:
Clemens ARTH
Dipl.-Ing. Dr.techn.
Institut für Maschinelles Sehen und Darstellen
TU Graz
Inffeldgasse 16, 8010 Graz
Tel.: +43 316 873 5028
E-Mail: clemens.arth@tugraz.at

Mag. Susanne Eigner | Technische Universität Graz
Weitere Informationen:
http://www.tugraz.at

Weitere Berichte zu: CD-Labor Doppler Information Orientierung Positionserkennung Roboter

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Vom Edge- bis zum Cloud-Datacenter - Rittal zeigt in Monaco innovative Lösungen für Datacenter
29.05.2017 | Rittal GmbH & Co. KG

nachricht Layouterfassung im Flug: Drohne unterstützt bei der Fabrikplanung
19.05.2017 | IPH - Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Neue Methode für die Datenübertragung mit Licht

Der steigende Bedarf an schneller, leistungsfähiger Datenübertragung erfordert die Entwicklung neuer Verfahren zur verlustarmen und störungsfreien Übermittlung von optischen Informationssignalen. Wissenschaftler der Universität Johannesburg, des Instituts für Angewandte Optik der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) präsentieren im Fachblatt „Journal of Optics“ eine neue Möglichkeit, glasfaserbasierte und kabellose optische Datenübertragung effizient miteinander zu verbinden.

Dank des Internets können wir in Sekundenbruchteilen mit Menschen rund um den Globus in Kontakt treten. Damit die Kommunikation reibungslos funktioniert,...

Im Focus: Strathclyde-led research develops world's highest gain high-power laser amplifier

The world's highest gain high power laser amplifier - by many orders of magnitude - has been developed in research led at the University of Strathclyde.

The researchers demonstrated the feasibility of using plasma to amplify short laser pulses of picojoule-level energy up to 100 millijoules, which is a 'gain'...

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Lebensdauer alternder Brücken - prüfen und vorausschauen

29.05.2017 | Veranstaltungen

49. eucen-Konferenz zum Thema Lebenslanges Lernen an Universitäten

29.05.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz an der Schnittstelle von Literatur, Kultur und Wirtschaft

29.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Intelligente Sensoren mit System

29.05.2017 | Messenachrichten

Geckos kommunizieren überraschend flexibel

29.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

1,5 Millionen Euro für vier neue „Innovative Training Networks” an der Universität Hamburg

29.05.2017 | Förderungen Preise