Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK

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  • Publication
    Depth data based capture of human movement for biomechanical application in clinical rehabilitation use
    ( 2010)
    Radmer, J.
    ;
    Krüger, J.
    In this article current development works of a 3D human movement analysis system are presented which aims to meet the demands for the routine application in the clinical everyday life. The sensory base of the system is a depth camera. Important considered criteria are: easy integration in an available clinical environment, small set-up time at the patient and quick realization of the measurement as well as the exactness of the measuring results. Especially the small setup time enforces a system which is free of marker usage. The functionality of the developed system is demonstrated on a gait therapy robot (see figure 1), though not being limited to it. The resulting gait parameters show similar characteristics to reference gait data.
  • Publication
    Ganganalyse mit Tiefendaten
    ( 2010)
    Radmer, J.
    ;
    Krüger, J.
  • Publication
    Segmentierung bewegter Objekte auf Basis von Tiefenkameradaten
    ( 2009)
    Radmer, J.
    ;
    Krüger, J.
    In diesem Beitrag wird ein Ansatz zur Segmentierung bewegter Objekte auf Basis von Tiefenkameradaten vorgestellt, der auf dem Mean Shift Verfahren beruht. Der verwendete Mean Shift Vektor hat acht Dimensionen, die sich aus der Positions-, Intensitäts-, Bewegungsinformationen sowie der Tiefendaten ergeben. Um die Segmentierqualität zu erhöhen, werden die einzelnen Dimensionen entsprechend eines jeweiligen Vertrauenswertes gewichtet. Die Funktionsfähigkeit des Ansatzes zur Segmentierung für die betrachtete Anwendung wird exemplarisch gezeigt. Der Artikel gliedert sich wie folgt. Einführend wird die Problemstellung für die Arbeit dargestellt, woraus sich direkt die Motivation für die vorgestellte Arbeit ableitet. Anschließend werden im folgenden Abschnitt das Verfahren vorgestellt. Die exemplarischen Ergebnisse dieser Arbeit werden in darauf folgenden Abschnitt vorgestellt. Abschließend erfolgt eine Zusammenfassung. Als Anwendung wird zunächst der innerhalb unserer Forschungsgruppe entwickelte Rehabilitationsroboter HapticWalker betrachtet, für den der therapierte Patient erfasst werden soll.
  • Publication
    Incident light related distance error study and calibration of the PMD-range imaging camera
    ( 2008)
    Radmer, J.
    ;
    Fusté, P.
    ;
    Schmidt, H.
    ;
    Krüger, J.
    For various applications, such as object recognition or tracking and especially when the object is partly occluded or articulated, 3D information is crucial for the robustness of the application. A recently developed sensor to acquire distance information is based on the Photo Mixer Device (PMD)for which a distance error based on different causes can be observed. This article presents an improved distance calibration approach for PMD-based distance sensoring which handles objects with different Lambertian reflectance properties. Within this scope the relation of the sources of distance errors were investigated. Where applicable they were isolated for relational studies with the actuating variables, i.e. integration time, amplitude and measured distance, as these are the only parameters available for the calibration. The calibration results of the proposed method excel the results of all other known methods. In particular with objects with unknown reflectance properties a significant reduction of the error is achieved.
  • Publication
    Methode zur initialen Posenschätzung für modellbasiertes 3D Personentracking auf Basis von Tiefendaten
    ( 2008)
    Radmer, J.
    ;
    Schmidt, H.
    ;
    Krüger, J.
    In diesem Beitrag wird ein Ansatz vorgestellt, der eine automatisiert unterstützte initiale Posenschätzung eines Modells für eine Regression von Modell in Tiefendaten ermöglicht. Die Motivation hierfür beruht in der Tatsache, dass das für die Regression verwendete Iterative- Closest-Points (ICP)-Verfahren gegen lokale Minima eines Fehlermaßes konvergiert und somit eine möglichst gute initiale Annäherung zwischen der tatsächlichen über Tiefendaten abgebildeten Körperpose und der Körperpose des Personenmodells erforderlich ist Die Basis für die Schätzung der initialen Pose beruht auf den Objektkanten, die im Zuge eines Vorverarbeitungsschrittes zur Unterdrückung von so genannten Flying Pixeln bestimmt werden. Dies ermöglicht ein vereinfachtes initiales Parametrisieren des Modells zur Reduktion der Rüstzeit des 3D Personentrackingsystems zur klinischen Ganganalyse.
  • Publication
    Data evaluation for depth calibration of a customary PDM range imaging sensor considering objects with different albedo
    ( 2008)
    Radmer, J.
    ;
    Sabov, A.
    ;
    Krüger, J.
    For various applications, such as object recognition or tracking and especially when the object is partly occluded or articulated, 3D information is crucial for the robustness of the application. A recently developed sensor to aquire distance information is based on the photo mixer device (PMD) technique. This article presents an easy but accurate data acquisition method for data evaluation of a customary sensor. Data evaluation focuses on the detection of the over- and underexposured data under consideration of objects with two different albedos. This improves the exactitude of the data for the study of the systematic errors of this sensor. Therefore the work of this article can be seen as an intermediate result on the way to a PMD range imaging sensor calibration. Entnommen aus TEMA
  • Publication
    Distance data improvement for a customary PMD range imaging sensor
    ( 2008)
    Sabov, A.
    ;
    Radmer, J.
    ;
    Krüger, J.
    Robust 3D information is crucial for various applications, such as object recognition or tracking. A recently developed sensor to acquire distance information is based on the Photo Mixer Device (PMD) technique. The current camera generation still has some drawbacks compared to other 3D sensors. One common error source for any camera is the lens. Imprecise manufacturing and positioning lead to distorted images and incorrect distance measurements. In this paper several calibration techniques are used to identify the intrinsic parameters of the camera. A camera model which considers the real path of the reflected light ray is defined. The resulting distance values still have an offset to the real distance values. A calibration setup is presented that uses two rangefinders to cal ibrate the distance values. The dependency of the offset on different parameters is evaluated and a calibration matrix is created to correct the distance values in operation.
  • Publication
    Roboterunterstütztes Treppensteigen in der neurologischen Gangrehabilitation
    ( 2007)
    Hussein, S.
    ;
    Radmer, J.
    ;
    Volkmar, M.
    ;
    Werner, C.
    ;
    Schmidt, H.
    ;
    Krüger, J.
    ;
    Hesse, S.