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 Brain-Computer-Interface: Wenn der Computer uns intuitiv versteht
18.01.2017 | Technische Universität Berlin

nachricht »Lernlabor Cybersicherheit« startet in Weiden i. d. Oberpfalz
12.01.2017 | Fraunhofer-Gesellschaft

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

20.01.2017 | Materialwissenschaften

Flashmob der Moleküle

19.01.2017 | Physik Astronomie

Tollwutviren zeigen Verschaltungen im gläsernen Gehirn

19.01.2017 | Medizin Gesundheit