Im Institut für Bio- und Geowissenschaften, Pflanzenwissenschaften beschäftigt man sich mit der Erforschung von Pflanzen unter sich ändernden Umweltbedingungen. Ein Teil dieser Forschung thematisiert speziell das Wachstum von Pflanzen. Hierbei wird untersucht, wie sich Stressfaktoren wie Temperaturveränderungen, Wassermangel oder Schädlingsbefall auf das Wachstum von Wurzeln und Blättern auswirken. Um die Pflanzen minimal- bzw. nichtinvasiv untersuchen zu können, werden kamerabasierte Messverfahren entwickelt, die dieses gewährleisten.

Zwei Verfahren zur Wuchsanalyse von Blättern sollen erweitert werden. Die vorliegende Arbeit untersucht, wie die Verfolgung eines Pflanzenblattes mittels einer auf einem Roboterarm montierten Kamera bewerkstelligt werden kann.

Zwei Aufgabenbereiche lassen sich unterscheiden. Der erste Block besteht in der Entwicklung einer Software zur Steuerung des Roboters und der Kamera. Hierzu sollte die Software zu Beginn der Messung ausgewählte Pflanzen (bzw. Blätter) automatisch in vorgegebenen Zeitabständen aufnehmen. Die Steuerung des Roboters sollte hierbei möglichst einfach sein, um auch Anwendern ohne Robotikkenntnissen die Bedienung zu ermöglichen.

Mit der Objektverfolgung und Positionierung der Kamera beschäftigt sich der zweite Teil der Arbeit. Aus den aufgenommenen Daten soll die Bewegung des Objekts bestimmt und die neue optimale Position der Kamera berechnet werden. Ziel ist es, die Kamera immer senkrecht und in optimalem Abstand zu dem Objekt zu positionieren, da so die beste Sicht gewährleistet wird. Hierzu muss die Software Punkte auf dem Objekt in mehreren Zeitschritten wiederfinden um die Bewegung des Objektes im Raum zu bestimmen. Diese Berechnung sollte möglichst zeitnah erfolgen, um viele Pflanzen zeitgleich vermessen zu können.

Masterarbeit (3.9MB)