Visuelle Kartierung und Quantitatives Maschinensehen in der Tiefsee
Acronym
Deep Quanticams
Titel
Visuelle Kartierung und Quantitatives Maschinensehen in der Tiefsee
Kurzbeschreibung
Stereorekonstruktion, Photogrammetrie, 3D-aus-Bewegung, kurz "maschinelles Sehen", sowie quantitative Bildgebung stellen wichtige Technologien dar, um Satelliten- oder Luftbilder zu verarbeiten und werden auch in der Vermessung und zunehmend auch in Drohnen, autonomen Fahrzeugen oder Robotern eingesetzt. Die Tiefsee hingegen konnten diese Technologien bisher nicht erobern, da die Sicht unter Wasser durch Lichtabsorption und 鈥搒treuung stark beeintr盲chtig ist und Lichtbrechung spezielle mathematische Beobachtungsmodelle ben枚tigt. GPS-盲hnliche akustische Verfahren zur Bestimmung der absoluten Position in der Tiefsee bringen in der Praxis in mehreren km Wassertiefe h盲ufig systematische Fehler und Unsicherheiten von einigen 10m bis einigen 100m mit sich. Die totale Dunkelheit erfordert es, Tauchroboter mit aktiver Beleuchtung auszur眉sten (R眉ckstreuprobleme) und die sich in der Finsternis bewegenden Lichtkegel erschweren die visuelle Lokalisierung und Szenenrekonstruktion massiv. Trotz optischer Kartierung sogar von Mond und Mars fehlen der Menschheit systematische visuelle Karten und hochaufgel枚ste 3D Modelle der Tiefsee. Das Ziel dieses Projektes ist es, das maschinelle Sehen unter Wasser voranzutreiben und Kameras als quantitative Messinstrumente nutzbar zu machen. Neben vielen wissenschaftlichen Anwendungen erm枚glichst dies ultimativ auch die automatisierte, gro脽fl盲chige visuelle Erkundung und Kartierung des gr枚脽ten unerforschten Gebietes auf der Erde: der Tiefsee.Konkret zielt das Projekt auf die photometrische und geometrische (Auto-)Kalibrierung, naturgetreue Farbkorrektur sowie das Finden und Ausnutzen von korrespondierenden Punkten in verschiedenen Bildern trotz dynamischer Beleuchtung, Brechung und schlechter Sicht ab. Solche Korrespondenzen spielen eine wichtige Rolle im Kartierungsprozess, d.h. bei der Kameralokalisierung, Mehrbildbeziehungen, Bildregistrierung, Sch盲tzung der Oberfl盲chengeometrie und auch bei der Wiedererkennung bekannter Orte. Im Detail beinhalten die Ziele des Projektes weiterhin,photometrische (Auto-)Kalibriertechniken herzuleiten, die abstandsunabh盲ngige Farbvergleiche erm枚glichen (trotz Wasser und auch bei bewegten Lichtquellen),klassische markante Bildmerkmale sowie dichte Oberfl盲chenrekonstruktion auf ihre Tiefseetauglichkeit zu untersuchen und zu erweitern (Streuung, Unsch盲rfe und dynamische Beleuchtung),die nat眉rlichen Oberfl盲chenfarben aus 鈥済etr眉bten鈥� Unterwasserfotos zur眉ckzugewinnen,visuelle Erkennung bekannter Orte auf den Tiefseefall zu erweitern (dynamische Beleuchtung, eingeschr盲nkte Sicht)und letztendlich die gewonnen theoretischen Erkenntnisse auf aktuelle Fragestellungen aus der Ozeanforschung anzuwenden, wie z.B. Entstehung schwarzer Raucher, Habitatkartierung, Gasaustritt am Meeresboden, Ressourcenquantifizierung oder Folgenabsch盲tzung f眉r Tiefseebergbau.
Start
Juni 2019
Ende
Mai 2022
Bewilligungssumme (gesamt)
1117000
Bewilligungssumme (91探花)
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Zuwendungsgeber / Programm
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DFG
/ Emmy Noether
Koordination
Helmholtz-Zentrum f眉r Ozeanforschung Kiel (91探花), Germany
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