Zusammengesetzte Punktwolken mit dem Hokuyo Laserscanner

Seit letzter Woche lassen sich mit dem kleinen Hokuyo Laserscanner auf der Pan-Tilt-Unit (PTU) 3D-Laserscans zu Punktwolken zusammensetzen. Der Hokuyo Laserscanner bietet normalerweise nur die Möglichkeit einen Laserscan in Form eines Schnittes durch den Raum aufzunehemen. Solch ein Laserscan besteht aus knapp 400 Punkten. Damit wir großflächigere Scans machen können, lassen wir die PTU den Laserscanner um die vertikale Achse drehen, nehmen währenddessen Laserscans und setzen sie anschließend zu einer großen dreidimensionalen Punktwolke zusammen.

Sensorturm Forbot

Auf dem Bildausschnitt ist die Pan-Tilt-Unit unseres Roboters zusammen mit den darauf montierten Sensoren zu sehen. Der Sensor ganz oben auf dem Turm mit dem orangenen Rand ist ein Hokuyo Laserscanner. Direkt darunter befindet sich eine Microsoft Kinect zum aufnehmen von Entfernungsdaten und Farbbildern. Rechts unter der Kinect ist eine weitere Kamera montiert, die es ermöglicht schneller hochwertigere Bilder aufzunehmen als es mit der Kinect möglich ist.

Das Bild zeigt eine solche aus Laserscans zusammengesetzte Punktwolke. Sie wurde mit dem Roboter in unserem Labor aufgenommen und besteht aus ca. 14 Mio. Punkten. Bei diesem Scan hat sich die PTU um nur 140 Grad gedreht.

Screenshot from 2015-02-19 17:27:01

Punktwolke des AGAS-Labors mit dem Hokuyo-Laserscanner. In der Mitte des Bildes ist ein Kalibriermuster zu sehen, welches wir zum Kalibrieren der Punktwolke gegen die Kamera(s) verwenden wollen.

Das besondere an den Laserscans ist, dass sie nicht nur Entfernungen beinhalten, sondern auch Informationen über die Stärke, mit der die ausgesendeten Laserstrahlen wieder empfangen werden. Diese Stärken sind im Bild als unterschiedliche Grautöne dargestellt. Die Intensitäten werden uns später helfen, das im Bild zu sehende Schachbrettmuster, welches auch Kalibriermuster genannt wird, zu detektieren. Wird das Kalibriermuster gleichzeitig von einer der Kameras auf der PTU aufgenommen, lässt sich die Position der Kamera relativ zum Kalibriermuster und somit zum Hokuyo-Laserscanner errechnen. Hierdurch ist es später möglich, die Punktwolken mit aufgenommen Kamerabildern von einer der Kameras einzufärben.

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