Im Bereich der Baumaschinenindustrie schreitet die Digitalisierung und Automatisierung kontinuierlich voran. Maschinen werden vermehrt mit Sensoren ausgestattet und Assistenzsysteme zur Erhöhung der Sicherheit und Steigerung des Komforts gewinnen vermehrt an Relevanz. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eines Bird-View-Systems, welches die Umgebung einer Baumaschine aus der Vogelperspektive darstellt. Ziel ist die Entwicklung eines Systems, welches die variable Geometrie eines Fahrzeugs mit Knicklenkung berücksichtigt und unabhängig vom Knickwinkel ein optisch richtiges Bild liefert. Zu Beginn wurde ein Konzept erarbeitet, das die Entwicklung auf Basis einer Simulation vorsieht. Das ermöglicht einen einfacheren, schnelleren und kostengünstigeren Entwicklungsprozess. Durch die theoretische Betrachtung der geometrischen Zusammenhänge einer Kameraabbildung wurde eine Methode entwickelt, mit der Kamerabilder gezielt verzerrt werden können. Mit dieser Verzerrung kann der Eindruck erweckt werden, dass das entsprechende Bild aus einer virtuellen über dem Fahrzeug befindlichen Kamera aufgenommen wurde. Nach den theoretischen Betrachtungen wurde die Kalibrierung zur Ausrichtung und Überblendung der einzelnen Kamerabilder implementiert. Auf Basis dieser Kalibrierungsschritte wurde abschließend die Bildverarbeitungskette für die Darstellung der Bird-View umgesetzt und für exemplarische Szenarien validiert. Die Validierung hat gezeigt, dass das entwickelte Bird-View-System die variable Geometrie des Fahrzeugs korrekt berücksichtigt und ein optisch korrektes Bild unabhängig vom Knickwinkel darstellt. Hohe dreidimensionale Objekte und Hindernisse oder erhebliche Unebenheiten des Untergrunds fuhren jedoch zu Fehlern in der Darstellung der Bird-View. Dementsprechend ergeben sich Einschränkungen und Limitierungen hinsichtlich der Nutzbarkeit des entwickelten Systems in realen Umgebungen.
Entwicklung eines Bird-View-Systems für Baufahrzeuge mit Knicklenkung
Itzinger, N. (Autor). 2024
Studienabschlussarbeit: Masterarbeit