Verbundvorhaben: Verbesserung der Arbeitsbedingungen an Tisch- und Formatkreissägen.Teilprojekt: Entwicklung und Evaluation eines Computer unterstützten Verfahrens zur Detektion von Körperteilen in Videobildsequenzen sowie Erstellung eines Prototypen

Status:

abgeschlossen 02/2007

Zielsetzung:

In einer zusammen mit dem Berufsgenossenschaftlichen Institut für Arbeitsschutz durchgeführten Pilotstudie, konnte gezeigt werden, dass Kopf, Schulter und Armpositionen sich grundsätzlich an einer Kreissäge durch Auswertung von Videobilddaten erkennen lassen. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, einen unter realen Arbeitsbedingungen funktionsfähigen Prototypen zu entwickeln, der ein Abschaltsignal in Echtzeit, d.h. innerhalb von 40 ms generiert, sobald sich ein Körperteil im Gefahrenbereich einer Holzbearbeitungsmaschine befindet. Die dazu zu entwickelnden Verfahren sollen primär Videodaten, wie sie von handelsüblichen Industriekameras aufgenommen werden, geeignet auswerten, so dass ein Auslösemechanismus betrieben werden kann. Die entwickelten Methoden sollen unter realen Anwendungsbedingungen getestet werden, um somit eine Aussage über die Robustheit und Zuverlässigkeit der Vorgehensweise treffen zu können.

Aktivitäten/Methoden:

Im Rahmen des Teilvorhabens soll ein videobasierter Sensor entwickelt werden, der innerhalb kürzester Zeit die Anwesenheit eines Körperteils in einem definierten Gefahrenbereich meldet. Zur Realisierung des videobasierten Detektionsverfahrens soll eine Grob-zu-Fein Strategie verfolgt werden. Das bedeutet, dass beginnend mit der Detektion der Kopf-Schulter Region der Person, die aktuell an einer Maschine arbeitet, schrittweise die Detektion sowie das zeitliche Verfolgen (Tracking) der Arme, der Hände und letztendlich der Finger durch speziell zu entwickelnde Analyseverfahren der Videosignale realisiert werden soll. Dabei sollen insbesondere reale Rahmenbedingungen, so wie sie üblicherweise in Werkstätten anzutreffen sind, berücksichtigt werden. Dazu gehört die Entwicklung geeigneter Methoden, die nicht uniforme und insbesondere wechselnde Hintergründe berücksichtigen helfen und somit eine zuverlässige Vordergrund-/Hintergrundtrennung ermöglichen. Gleiches gilt für die Berücksichtigung unterschiedlicher Beleuchtungsbedingungen. Außerdem sollen die Methoden grundsätzlich dahingehend ausgelegt werden, dass auch multiple Benutzer von dem videobasierten System detektiert und überwacht werden können. Es ist vorgesehen, dass für jede Person, die sich im visuellen Feld des Kamerasystems befindet, ein eigenständiger Thread erzeugt wird und somit für jede Person ein voneinander unabhängiger Prozess bearbeitet werden kann. Eine besondere Herausforderung stellt die Modellierung einer Person mit ihren Körperteilen und Körpergliedmaßen dar. Hierzu wird ein Modellansatz entwickelt, der es erlaubt, auf der Grundlage von zweidimensionalen Daten, so wie sie von einem konventionellen Videokamerasystem zur Verfügung gestellt werden, eine geeignete Parametrisierung der Körperteile vorzunehmen, so dass eine Detektion dieser zu jedem Zeitpunkt unterstützt wird. Das "Menschmodell" muss dabei flexibel genug sein, um beliebige aber physiologisch sinnvolle Bewegungen zuzulassen.

Stand: