Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Unterwasserwelt in 3D: Jacobs-Forscher testen neues Kamerasystem in den Küstengewässern der Azoren

01.08.2012
Forscher der Jacobs University testeten jetzt in Kooperation mit der Universität der Azoren erfolgreich ein neu entwickeltes 3D-Kamerasystem in felsigen Steilküstenarealen der portugiesischen Inselgruppe.

Das neuartige System erstellt hochauflösende dreidimensionale Karten von komplexen Unterwasserarealen, indem es synchrone Videoaufnahmen von drei Einzelkameras durch intelligente Bild- und Informationsverarbeitung integriert. Bisher wurde zur Tiefenkartierung von Gewässern Sonarsysteme eingesetzt, die Schallimpulse als Informationsquelle verwenden. Diese können jedoch keine vertikalen Klippen oder komplexen Strukturen erfassen und haben zudem eine sehr grobe Auflösung.


Wissenschaftstaucher mit der neuen Jacobs-3D-Kamera
Copyright: Jacobs University


Unterwasserwelt in den Küstengewässern der Azoren
Copyright: Jacobs University

Das Forscherteam unter der Leitung von Andreas Birk, Professor of Electrical Engineering and Computer Science und Leiter der Arbeitsgruppe Robotics an der Jacobs University, testeten das Kamerasystem mit Hilfe von Forschungstauchern der Universidade dos Açores in dem Küstengewässern um den erloschenen Vulkan Monte da Guia auf der Insel Faial. Dieses als Schutzzone klassifizierte Testareal zeichnet sich durch eine hohe strukturelle Komplexität mit steilen Felspartien sowie eine reichhaltige marine Fauna und Flora aus. Die Taucher führten insgesamt sechs 30- bis 60-minütige Tauchgänge durch, um sowohl die Feldtauglichkeit als auch die Datenerfassung und -verarbeitung des neuartigen Kamerasystems zu testen.

„Wir sind mit den Ergebnissen hochzufrieden“, sagt Andreas Birk. „Zum einen funktionierte das Kamerasystem erstaunlich reibungslos. Die Taucher konnten die Kamera nach einer kurzen Einweisung problemlos bedienen. Zum anderen konnten wir Daten von extrem hoher Qualität gewinnen, die die komplexen 3D-Strukturen des Testareals sehr gut abbilden.“

Jacobs-Kamerasystem zur 3D-Unterwasserkartierung ist ein intelligentes Gesamtsystem mit drei Kameras, die perfekt synchronisiert dreidimensionale Videos aufnehmen. Zusätzlich ist ein Computer integriert, der aus den Stereo-Aufnahmen über Bildverarbeitung 3D-Scans errechnet. Diese Scans allein sind jedoch noch keine verwertbare 3D-Karte des untersuchten Areals. Die Herausforderung besteht darin, 3D-Scans, die an verschiedenen unbekannten Stellen aufgenommen wurden, rechnerisch zu einer schlüssigen 3D-Karte der gesamten untersuchten Umgebung zusammenzuführen.

Hierzu entwickelte die Jacobs Robotics Group spezielle Algorithmen, welche die Sensordaten der einzelnen Kameras in einen räumlichen Bezug zueinander bringen. Durch diese Kopplung der Daten entstehen hochaufgelöste Karten mit sehr hoher Informationsdichte. Ein zusätzliches rechnerisches Verfahren, das sogenannte „Simultaneous Localization and Mapping (SLAM)“ korrigiert Messunsicherheiten, identifiziert bereits gescannte Bereiche und führt zu einer verbesserten Qualität der 3D-Karte.

Aufgrund der kompletten Integration aller Komponenten in einem kompakten System kann die das Jacobs-3D-Kamerasystem auch sehr gut als intelligenter Sensor auf Tauchrobotern eingesetzt werden. Die Kamera verfügt für diesen Zweck über eine Datenschnittstelle, die eine Echtzeit-Übertragung von Informationen erlaubt.

Anwendungsbereiche für hochauflösende 3D-Karten von Unterwasserarealen sind zum Beispiel die Meeresforschung oder die Erdöl- und Gasförderung. Die Entwicklung des Jacob-3D-Kamerasystems ist Teil des EU-Projektes MORPH (Marine robotic system of self-organizing, logically linked physical nodes). Im Rahmen des Projekts arbeitet die Jacobs University mit neun Partnern aus Wirtschaft und Forschung zusammen. Darunter sind das Bremer Unternehmen ATLAS Elektronik, der Nationale Forschungsrat Italiens und das französische Meeresforschungsinstitut Ifremer.

Fragen zum zum neuen 3D-Kamerasystem beantwortet:
Andreas Birk | Professor of Electrical Engineering & Computer Science
Email: a.birk@jacobs-university.de | Tel.: +49 421 200-3113

Judith Ahues | idw
Weitere Informationen:
http://www.jacobs-university.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix
18.09.2017 | FOKUS - Fraunhofer-Institut für Offene Kommunikationssysteme

nachricht KATWARN warnt auch in Fremdsprachen
14.09.2017 | FOKUS - Fraunhofer-Institut für Offene Kommunikationssysteme

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Im Focus: Ultrakurze Momentaufnahmen der Dynamik von Elektronen in Festkörpern

Mit Hilfe ultrakurzer Laser- und Röntgenblitze haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Garching bei München) Schnappschüsse der bislang kürzesten Bewegung von Elektronen in Festkörpern gemacht. Die Bewegung hielt 750 Attosekunden lang an, bevor sie abklang. Damit stellten die Wissenschaftler einen neuen Rekord auf, ultrakurze Prozesse innerhalb von Festkörpern aufzuzeichnen.

Wenn Röntgenstrahlen auf Festkörpermaterialien oder große Moleküle treffen, wird ein Elektron von seinem angestammten Platz in der Nähe des Atomkerns...

Im Focus: Ultrafast snapshots of relaxing electrons in solids

Using ultrafast flashes of laser and x-ray radiation, scientists at the Max Planck Institute of Quantum Optics (Garching, Germany) took snapshots of the briefest electron motion inside a solid material to date. The electron motion lasted only 750 billionths of the billionth of a second before it fainted, setting a new record of human capability to capture ultrafast processes inside solids!

When x-rays shine onto solid materials or large molecules, an electron is pushed away from its original place near the nucleus of the atom, leaving a hole...

Im Focus: Quantensensoren entschlüsseln magnetische Ordnung in neuartigem Halbleitermaterial

Physiker konnte erstmals eine spiralförmige magnetische Ordnung in einem multiferroischen Material abbilden. Diese gelten als vielversprechende Kandidaten für zukünftige Datenspeicher. Der Nachweis gelang den Forschern mit selbst entwickelten Quantensensoren, die elektromagnetische Felder im Nanometerbereich analysieren können und an der Universität Basel entwickelt wurden. Die Ergebnisse von Wissenschaftlern des Departements Physik und des Swiss Nanoscience Institute der Universität Basel sowie der Universität Montpellier und Forschern der Universität Paris-Saclay wurden in der Zeitschrift «Nature» veröffentlicht.

Multiferroika sind Materialien, die gleichzeitig auf elektrische wie auch auf magnetische Felder reagieren. Die beiden Eigenschaften kommen für gewöhnlich...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

»Laser in Composites Symposium« in Aachen – von der Wissenschaft in die Anwendung

19.09.2017 | Veranstaltungen

Biowissenschaftler tauschen neue Erkenntnisse über molekulare Gen-Schalter aus

19.09.2017 | Veranstaltungen

Zwei Grad wärmer – und dann?

19.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

»Laser in Composites Symposium« in Aachen – von der Wissenschaft in die Anwendung

19.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Zentraler Schalter der Immunabwehr gefunden

19.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neue Materialchemie für Hochleistungsbatterien

19.09.2017 | Biowissenschaften Chemie