Mustererkennung in Multibeam Sonarbildern mit Hilfe des OpenCV Frameworks

Status: laufend
Betreuer: Horst Hellbrück, Torsten Teubler
Student: Manfred Constapel

Themengebiet

Das Aussenden von Schallwellen und das anschließende Messen von Reflektionen wird für bildgebende Verfahren genutzt. In der Medizin spricht man von Ultraschall, im maritimen Umfeld von Sonar. In der Medizin gibt es bereits Verfahren zur Mustererkennung in Ultraschallbildern. In dieser Arbeit soll untersucht werden, wie sich ausgewählte Verfahren zur Mustererkennung aus der Medizin für die Mustererkennung in Sonarbildern eignen.

Details

Im Rahmen des BOSS Projektes soll ein Schwarm autonomer Unterwasserfahrzeuge (AUV) entwickelt werden. Ein entscheidender Faktor bei der Entwicklung von autonomen Fahrzeugen ist deren Fähigkeit, Informationen über ihre Umwelt zu sammeln, um diese Informationen für ihr autonomes Verhalten zu nutzen. Typischerweise wird das Sonar bei autonomen maritimen Fahrzeugen nicht für das autonome Verhalten verwendet, sondern nur zur Aufzeichnung von Daten während autonomer Missionen. Die aufgezeichneten Daten werden in der Regel dann offline ausgewertet. In dieser Arbeit sollen Methoden aus der Bildverarbeitung, unter Zuhilfenahme des OpenCV Frameworks, genutzt werden, um die Sonarbilder direkt auf dem Fahrzeug zu untersuchen und für das autonome Verhalten des Fahrzeugs verfügbar zu machen. Das Verhalten könnte beispielsweise das selbstständige Auftauchen eines AUV sein, dass einen definierten Fund mit dem Sonar erkannt hat und diesen dann via Satellitenkommunikation meldet. Die medizinische Bildverarbeitung hat verschiedene Verfahren hervorgebracht, wie z.B. die syntaktische Mustererkennung (z.B. Ogiela et al.), die möglicherweise erfolgversprechend auf Sonarbilder angewendet werden können. Ziel dieser Arbeit es mindestens ein Verfahren zur Mustererkennung zu implementieren und zu zeigen, dass man damit definierte Muster in Sonarbildern erkennen kann.

Aufgaben

  • Beispieldaten Imagenex 837B stehen zur Verfügung und sollen für die Arbeit genutzt werden.
  • Weiterhin sollen mit dem Imagenex 837B Sonar Testdaten von bekannten Objekten erzeugt werden, um diese dann mit dem entwickelten Verfahren zu untersuchen.
  • Die Dokumentation des Projektes erfolgt in schriftlicher Form.
  • Weiterhin soll aus dem Projekt eine Veröffentlichung, vorzugsweise auf der Studierendentagung, entstehen.

Voraussetzungen

  • Solide Programmierkenntnisse in C/C++ und einer weiteren Programmiersprache
  • Grundkenntnisse in Bildverarbeitung und des OpenCV Frameworks
  • Bereitschaft, sich in neue Themengebiete einzuarbeiten