Alumni des Heidelberger Life-Science Lab e.V.

Karlsruhe / Heidelberg, 15. Oktober 2010, von Damián Gvirtz

Wie ein Marathon kann es einem im Nachhinein vorkommen, was die Alumni der Informatik-AG als Preis für herausragende Arbeit boten, auch wenn es nicht um die volle Distanz von 42,195 km ging. Denn bei den Besuchen am Lehrstuhl für interaktive Echtzeitsysteme und dem Fraunhofer Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildverarbeitung in Karlsruhe haben wir wirklich viel gesehen.

Nachdem das erste Optimierungsproblem des Fahrkartenkaufs gelöst war, kamen mehr oder weniger schulisch für den 22.09. entschuldigten AG-Teilnehmer schließlich auf dem Campus an, wo Sebastian Urban zu uns stieß. Während manch einer von uns sich noch fragte, was es mit der Reihenfolge der vier Buchstaben B,I,O,S auf sich hat, erreichte die 11-köpfige Gruppe schließlich das IOSB.

Erster Programmpunkt war ein Tisch für die Einsatzplanung. Grundidee hierbei war es, auf einem niedrigaufgelösten Lageplan ein lokal hochauflösendes Tablet zu verschieben, dessen Position per Infrarot registriert wird. Eine weitere Funktion, die wir auch testen konnten, war die Eingabe per Handgeste. Spätestens hier wurde aber auch klar, wie eng das Fraunhofer mit der Industrie verknüpft ist und auf Vermarktung der eigenen Technologien angewiesen ist.

Der nächste Punkt betraf die Bildverarbeitung und kam zwar im Vergleich zu den anderen Projekten recht unspektakulär daher, bestach aber auch gerade dadurch. Der anfängliche Anwendungshintergrund war der Ausgleich von Kamerawacklern. Dabei wählt der entwickelte Algorithmus in zwei aufeinanderfolgenden Frames Referenzpunkte und matcht diese möglichst gut zueinander. (Über die Heuristik zum Matchen hätten wir gern mehr erfahren, doch man durfte uns nur mitteilen, dass da sehr viel "brain power" eingeflossen sei.) Nun können die Bilder in Bezug zueinander gesetzt werden, und die Wackler eliminiert werden. Doch damit nicht genug. Dieser Algorithmus kann so auch stitchen, stereoskopische Ansichten erstellen, Kanten glätten, Rauschen herausfiltern oder, indem "echte" von "falschen" Bewegungen unterschieden werden, Flugbahnen registrieren und die Flugobjekte aus dem Video herausnehmen, alles mit einer simplen Aufnahme.
Weiter ging es mit einer Maschine zur Reinigung von Schüttgut. Dieses wird zuerst auf ein spezielles langes Fließband gestreut, um die Einzelteile voneinander zu trennen. Das Fließband ist abgeschlossen und luftüberströmt, sodass alle Teile am Ende dieselbe Gechswindigkeit haben. Nun nimmt eine Zeilenkamera das Schüttgut auf, die zeitlich so hoch auflöst, dass daraus ein zweidimensionales Bild erstellt werden kann. Teile, die erkannten Fehlermustern genügen, werden dann zur richtigen Zeit mit der richtigen von 128 Luftdruckdüsen herausgeschossen. Grenzen dieses Verfahrens liegen vor allem bei schlecht ruhenden Gütern wie Erbsen.

Doch schon ging es weiter beim sogenannten SmartControlRoom, ebenfalls zur Einsatzplanung. Dieser Raum soll noch mit dem Einsatztisch verbunden verbunden werden und intelligent mithilfe vieler Kameras Personen, deren Standpunkt, ihre Aktion usw. erkennen, und ihnen so z.B. am richtigen Ort Informationen auf einem Bildschirm anzeigen. Die meisten von uns bezweifelten jedoch, ob dieser Raum nicht letztendlich statt zur Einsatzplanung nur als ein Gadget für Unternehmensvorstände eingesetzt werden wird.

Letzter Punkt im IOSB war ein System zur zusammenführenden Schnittstelle für verschiedene Überwachungsmedien, dessen Aufbau nach einem Brand nur behelfsmäßig war. Diese Überwachungsmedien sollen dabei nicht nur stationäre, sondern auch mobile sein, so beispielsweise ein Quadrocopter, den man vom Interface aus steuern kann.

Am IES sahen wir als erstes ein Projekt zur dreidimensionalen Erfassung spiegelnder Objekte. Besonders wichtig ist das für die Autoindustrie, die automatisch Materialfehler erkennen will, bisher ein manueller Job. Die Erfassung funktioniert dabei nach demselben Prinzip, wie das menschliche Gehirn reflektierende Oberflächen erkennt, nämlich anhand der Krümmung der Umgebung im Spiegelbild. Konkret benutzt das Projekt ein Gittermuster, welches ein Bildschirm knapp über dem Objekt anzeigt.
Schließlich wurde uns noch ein besonderes Kameraarray vorgestellt, bei welchem die Elemente in unterschiedlichen elektromagnetischen Frequenzbereichen aufnehmen und so neben der üblichen stereoskopischen Aufnahme Materialien unterscheiden können. Hier konnten wir hautnah erleben, dass Stofftiger bei bestimmten Wellenlängen einfarbig erscheinen.
Nach einer abschließenden Diskussionrunde mit Mitarbeitern des Instituts folgte der gemütliche Ausklang im Wirtshaus. Abends dann fand der Marathon sein Ende, bei dem wohl im Unterschied zum eigentlichen Marathon alle gewonnen haben.
Für die spannende Führung und das tolle Programm möchten wir uns herzlich bei Herrn Huber vom IES, Frau Staub vom IOSB und Sebastian Urban von den Alumni bedanken. Ein großes Dankeschön gebührt ebenso allen Mitarbeitern, Doktoranden und Postdocs, die uns mit Begeisterung ihre Projekte und Ideen vorgestellt haben. Wir wünschen viel Erfolg und gutes Gelingen!

Weitere Informationen:

Institut für Interaktive Echtzeitsysteme am Karlsruher Institut für Technologie

Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung

3D-Laserscanner der Informatik-AG