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 –streuung stark beeinträchtig ist und Lichtbrechung spezielle mathematische Beobachtungsmodelle benötigt. GPS-ähnliche akustische Verfahren zur Bestimmung der absoluten Position in der Tiefsee bringen in der Praxis in mehreren km Wassertiefe häufig systematische Fehler und Unsicherheiten von einigen 10m bis einigen 100m mit sich. Die totale Dunkelheit erfordert es, Tauchroboter mit aktiver Beleuchtung auszurüsten (Rückstreuprobleme) 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 hochaufgelöste 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 ermöglichst dies ultimativ auch die automatisierte, großflächige visuelle Erkundung und Kartierung des größten 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, Schätzung der Oberflächengeometrie und auch bei der Wiedererkennung bekannter Orte. Im Detail beinhalten die Ziele des Projektes weiterhin,photometrische (Auto-)Kalibriertechniken herzuleiten, die abstandsunabhängige Farbvergleiche ermöglichen (trotz Wasser und auch bei bewegten Lichtquellen),klassische markante Bildmerkmale sowie dichte Oberflächenrekonstruktion auf ihre Tiefseetauglichkeit zu untersuchen und zu erweitern (Streuung, Unschärfe und dynamische Beleuchtung),die natürlichen Oberflächenfarben aus “getrübten” Unterwasserfotos zurückzugewinnen,visuelle Erkennung bekannter Orte auf den Tiefseefall zu erweitern (dynamische Beleuchtung, eingeschränkte 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 Folgenabschätzung für Tiefseebergbau.
Start
Juni 2019
Ende
Mai 2022
Bewilligungssumme (gesamt)
1117000
Bewilligungssumme (GEOMAR)
-
Zuwendungsgeber / Programm
DFG
/ Emmy Noether
Koordination
Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (GEOMAR), Germany
Wir verwenden Cookies, um Ihnen die bestmögliche Nutzung unserer Website zu ermöglichen. Einige Cookies sind technisch notwendig, andere helfen uns, unser Angebot zu verbessern. Sie entscheiden, welche Cookies Sie zulassen.
Erforderlich für die Grundfunktionen der Website, z. B. um Ihre Cookie-Einstellungen zu speichern. Diese können nicht abgewählt werden.
AusAn
Hilft uns zu verstehen, wie die Website genutzt wird, damit wir sie verbessern können. Die Auswertung erfolgt anonym auf unseren eigenen Servern.
Details zur Matomo-AnalyseAnzeigenAusblenden
Wenn Sie unserer Analyse durch das Programm Matomo zustimmen, erfassen, speichern und werten wir aus:
Informationen über den Gerätetyp, Browsertyp und die verwendete Version.
Das Betriebssystem der nutzenden Person
Art und Status der HTML-Anfragen an die GEOMAR-Website
Die IP-Adresse des nutzenden Endgeräts. Hierbei wird die volle IP-Adresse erfasst und zur Auswertung genutzt sowie gespeichert. Sie wird in der Auswertung aber nur anonymisiert angezeigt.
Datum und Uhrzeit des Zugriffs
Websites, von denen das nutzende Endgerät auf die GEOMAR-Website gelangt.
Die besuchten Adressen (URLs) auf der GEOMAR-Website
Die übertragene Datenmenge
Suchbegriffe, mit denen unsere Seite gefunden wurde