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Programmierpraktikum "Structure from Motion"

Masterprojekt/Fortgeschrittenenpraktikum

UnivIS-Eintrag


Dozent: Prof. Dr.-Ing. Reinhard Koch
Betreuer: Dipl.-Inf. Sandro Esquivel, Dipl.-Inf. Anne Sedlazeck
Praktikum: 4 SWS, ECTS-Credits: 12, Modul: MSP0601

Die betreuten Rechnerzeiten finden jeweils am Mittwoch, von 9 bis 13 Uhr in HRS3 - R. 304 (Institut für Informatik, Grafiklabor 1. OG) statt.


Zielsetzung:

In diesem Praktikum sollen die Studierenden gemeinsam ein gestelltes Problem aus dem Bereich derVisuellen Modellierung lösen. Dabei soll praktische Erfahrung im Umgang mit einer größeren Softwarebibliothek und bei der Planung und Zusammenarbeit in einem kleinen Projekt gesammelt werden.

Thema des Praktikums ist dabei "Structure from Motion" (SfM), also die gleichzeitige 3D-Rekonstruktion einer unbekannten Szenengeometrie und Rekonstruktion des Kamerapfades einer Videosequenz einer einzelnen im Raum bewegten Kamera. Dazu werden zunächst theoretische Grundlagen für bildbasierte Szenenrekonstrukion wiederholt, sowie aktuelle Verfahren wie PTAM ("Parallel Tracking and Mapping") vorgestellt. Ziel ist es, ein solches Verfahren unter Verwendung existierender Softwarebibliotheken zu implementieren und z.B. für eine kleine "Augmented Reality"-Anwendung zu verwenden, also künstliche Objekte in Videosequenzen einzublenden, die in Bezug auf die reale Umgebung korrekt ausgerichtet werden.

Hierbei sollen neben dem reinen Structure from Motion auch Themen wie robuste Schätzverfahren (z.B. RANSAC), Verfahren zur nicht-linearen Optimierung (z.B. Levenberg-Marquardt-Algorithmus) und globalen Optimierung der Posen und 3D-Punkte (Bundle Adjustment), sowie Datenhaltung und Schnittstellenmodellierung untersucht werden.

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Organisatorisches:

Zeitrahmen: 12. April bis voraussichtlich 6. Juli 2012

Teilnehmer: 6 Teilnehmer, Arbeitsaufteilung in 3 Gruppen

Voraussetzungen: Besuch der Vorlesung "3D-Szenenrekonstruktion" oder "Computergrafik", Vorkenntnisse in C/C++ wünschenswert

Anmeldung: Alle Plätze sind bereits belegt!

Ablauf: Gemeinsame Einarbeitung in die theoretischen Grundlagen mit Übungsserien, danach eigenständige Gruppenarbeit und Programmierung in C/C++ nach gemeinsamer Festlegung des Rahmenkonzepts und der Schnittstellen

Mögliche Themen für die Gruppen:

  • "Tracking": Kameraposeschätzung aus korrespondierenden Bildpunkten
  • "Mapping": Erzeugen und Erweitern einer 3D-Rekonstruktion der Szene
  • "Framework": Entwickeln einer GUI mit Kameraeingabe und Visualisierung der Ergebnisse

Termine: ca. 4 Stunden betreute Rechnerzeit pro Woche (Mittwochs, 9-13 Uhr in HRS3 - R.304), sowie wöchentliche Diskussionsrunden

Abnahme/Scheinkriterien: Abnahme der Software, Abschlusspräsentation mit Gruppenvorträgen und Live-Demo, sowie schriftlicher Praktikumsbericht (ca. 10 Seiten) pro Gruppe

Downloads:

Literatur und Links:

  • Grundlagen SfM: M. Pollefeys et al.: "Visual Modeling with a Hand-held Camera", CO3DM 2001 (Link zur Homepage mit Videos)
  • PTAM: G. Klein, D. Murray: "Parallel Tracking and Mapping for Small AR Workspaces", ISMAR 2007 (Link zur Homepage mit Videos)


Created by sandro. Last Modification: Monday 11 of June, 2012 09:45:19 CEST by sandro.