Simultane Tiefen- und Flussbestimmung pflanzlicher Oberflächen

Thema der vorliegenden Arbeit ist die stereobasierte 3D-Vermessung deformierbarer Objekte. Speziell wird der r¨aumliche Verlauf sowie die Verformung von pflanzlichen Oberfl¨achen bestimmt. Die Lage im Raum sowie das Bewegungsfeld der beobachteten Objekte werden simultan als Tiefe und optischer Fluss inMultikamera-Bildsequenzen gesch¨atzt. Dies ist durch einen Near-Baseline-Stereoansatz realisiert. ZeitlicheMehrkamerasequenzen werden als 4D-Datensatz interpretiert. Zur Berechnung der Tiefe kann ein lineares Modell aufgestellt werden. Die Kontinuit¨atsgleichung des optischen Flusses (BCCE) wird um Disparit¨atsterme erweitert. Eine Parametersch¨atzung mit einem differentiellen lokalen Total-Least-Squares-Verfahren, dem Strukturtensoransatz, liefert simultan Tiefen- und Flussinformation. Eine zus¨atzliche Erweiterung der BCCE erlaubt die gleichzeitige Sch¨atzung der Divergenz des Flussfeldes und damit der Tiefengeschwindigkeit. Genauigkeitsanalysen auf synthetischen und realen Sequenzen zeigen die f¨ur das Strukturtensorverfahren charakteristische hohe Rauschstabilit¨at und Genauigkeit. Als botanische Anwendung wird ein Verfahren zur Messung der lokalen relativen Oberfl¨achen¨anderung von sich bewegenden, gew¨olbten Pflanzenorganen aus der Gr¨oßen¨anderung von Teilfl¨achen entwickelt. Der zeitliche Verlauf dieser Wuchsratenmessungen zeigt einen deutlichen Tagesgang. Eine Beschr¨ankung auf die Auswertung statischer Multikamerasequenzen erlaubt die 3D-Vermessung der Kronend¨acher von B¨aumen als gegl¨attete Einh¨ullende. Um dies auch bei ausgedehnten Pflanzenbest¨anden zu erm¨oglichen, wird ein Verfahren entwickelt, das biangular rotierte 3D-Teilrekonstruktionen fusioniert. Als Anwendung erfolgt eine hochaufgel¨oste Rekonstruktion des Verlaufs des Regenwaldkronendaches im Biosphere 2 Center, Arizona.

Level thesis:degree_level

thesis.doctoral

Grantor dc:publisher

Universität Heidelberg

Year

2004

Author dc:creator

• Küsters, Ralf

Contributors dc:contributor

• Jähne, Bernd

Repository record source_url

http://www.ub.uni-heidelberg.de/archiv/4818

OAI identifier oai:identifier

oai:archiv.ub.uni-heidelberg.de:4818