{"id":3454,"date":"2021-06-11T15:59:19","date_gmt":"2021-06-11T13:59:19","guid":{"rendered":"https:\/\/websites.fraunhofer.de\/stec\/?post_type=projects&#038;p=3454"},"modified":"2023-03-10T14:32:29","modified_gmt":"2023-03-10T13:32:29","slug":"universelles-objekterkennungssystem-fuer-kognitive-roboter","status":"publish","type":"projects","link":"https:\/\/s-tec.de\/en\/projekte\/universelles-objekterkennungssystem-fuer-kognitive-roboter\/","title":{"rendered":"Universelles Objekt&shy;erkennungs&shy;system f\u00fcr Kognitive Roboter"},"content":{"rendered":"\n\n<div class=\"wp-block-group MainContent MainContent--page\"><div class=\"wp-block-group__inner-container is-layout-flow wp-block-group-is-layout-flow\">\n<div class=\"wp-block-v4core-inner-blocks MainContent-left\">\n<div class=\"wp-block-v4core-layout undefined alignwide--left\"><div class=\"\">\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"706\" height=\"384\" src=\"https:\/\/s-tec.de\/wp-content\/uploads\/2021\/04\/Objekterkennung_Animation.gif\" alt=\"Exemplarische Darstellung eines Objekterkennungssystem f\u00fcrKognitive Robotik\" class=\"wp-image-3464\"\/><figcaption>\u00a9 Fraunhofer IPA<\/figcaption><\/figure>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-buttons is-layout-flex wp-block-buttons-is-layout-flex\">\n<div class=\"wp-block-button\"><a class=\"wp-block-button__link has-black-color has-yellow-background-color has-text-color has-background\"><strong>Bearbeitungszeitraum:<\/strong> 01.04.2020 &#8211; 30.03.2021<\/a><\/div>\n<\/div>\n\n\n\n<p class=\"has-big-font-size\">Ziel dieses Projekts war es, ein universelles Objekterkennungssystem f\u00fcr verschiedene Einsatzzwecke, vor allem in unstrukturierten Alltagsumgebungen, zu entwickeln. Wichtige Aspekte waren dabei die flexible Multimodalit\u00e4t  sowie das semantische Verstehen. In der Folge ist es damit sowohl m\u00f6glich, bekannte Objekte zu detektieren, als auch Objektklassen oder noch nie gesehene Gegenst\u00e4nde abstrakt zu erkennen.<\/p>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\">Universelles Objekterkennungssystem mittels flexibler Multimudalit\u00e4t und semantischem Verstehen<\/h4>\n\n\n\n<p>Der Einsatz von Objekterkennungstechnologien in unstrukturierten Umgebungen ist initial meist sehr aufwendig. Dies liegt oft daran, dass vorhandene Algorithmen nur schwer auf neue Anwendungsf\u00e4lle \u00fcbertragbar sind. Ein Grund hierf\u00fcr sind beispielsweise einzelne Merkmalsbeschreibungen, die nicht allgemeing\u00fcltig bzw. umfassend anwendbar sind (speziell f\u00fcr schwach- und untexturierte Objekte). Um den Transfer praxiserprobter Objekterkennungsmethoden auf neue Anwendungsfelder zu vereinfachen, sollte in diesem Projekt ein universelles Objekterkennungssystem entwickelt werden. <\/p>\n\n\n\n<p>Durch die flexible Multimodalit\u00e4t (Aspekte wie Form, Farbe, Textur, Aufschriften, Logos etc.) sowie das semantische Verstehen (u.a. Funktionen von Objektteilen, symbolisch verst\u00e4ndliche Deskriptoren) sollten die Module f\u00fcr verschiedene Anwendungsf\u00e4lle generisch verwendbar sein. Daf\u00fcr werden die Module im Idealfall nur noch mit wenigen Daten angepasst und passend verkn\u00fcpft.<\/p>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\">Projektablauf<\/h4>\n\n\n\n<p>Um die Entwicklungen zielgerichtet an konkreten Problemstellungen aus der Praxis zu orientieren, haben Expert*innen des <a href=\"https:\/\/s-tec.de\/zentren\/zentrum-fuer-kognitive-robotik\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Zentrums f\u00fcr Kognitive Robotik<\/a> am <a href=\"https:\/\/www.ipa.fraunhofer.de\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Fraunhofer IPA<\/a> im Rahmen des \u00bbEarly-Adopter-Programms\u00ab Firmen aus unterschiedlichen Branchen eingebunden und Anforderungen an das Objekterkennungsframework identifiziert:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li>Kaptura bietet Digitalisierungsl\u00f6sungen, die Objekte mit optischen Verfahren vermessen, wiegen, fotografieren und 3D-Modelle erzeugen. Aus den 3D-Modellen sollen semantische Produktinformationen, wie z.B. N\u00e4hrwerte, extrahiert werden. Hierbei muss semantisches Vorwissen \u00fcber N\u00e4hrwerttabellen genutzt werden, um durch multimodale Datenfusion die relevanten Informationen extrahieren zu k\u00f6nnen.<\/li><li>PremiumRobotics entwickelt hochinnovative Roboteranlagen, um St\u00fcckgut in den Warenlagern von Handelsunternehmen, produzierenden Unternehmen und Logistikdienstleistern zu handhaben. F\u00fcr das Depalettieren, Umpalettieren oder Kommissionieren m\u00fcssen tausende unterschiedliche Objekte erkannt und lokalisiert werden.<\/li><li>Die Krankenhaus-Service GmbH Schwarzwald bietet Dienstleistungen f\u00fcr Kliniken, wie beispielsweise die Zusammenstellung von Speisen f\u00fcr die Patienten auf Tabletts. F\u00fcr die Automatisierung von Handhabungsschritten am Kommissionierband ist eine robuste Unterscheidung von \u00e4hnlichen, aber oft wechselnden Speisen erforderlich.<\/li><li>Ein kooperierendes Start-up bietet in Form eines smarten Kiosks einen innovativen Catering-Service, der Nutzer unabh\u00e4ngig von \u00d6ffnungszeiten von Kantinen mit Essen versorgt. Dabei m\u00fcssen teils \u00e4hnliche Produkte unter ung\u00fcnstigen Umgebungsbedingungen und Verdeckungen zuverl\u00e4ssig unterschieden werden. Zudem \u00e4ndert sich das Produktsortiment regelm\u00e4\u00dfig, z.B. an neuen Standorten oder saisonal. Das erfordert eine schnelle Anpassung der Produkterkennung.<\/li><\/ul>\n\n\n\n<p>Auf Basis dieser Anforderungen wurde ein erstes Konzept f\u00fcr das Objekterkennungssystem erstellt. Durch die R\u00fcckmeldungen der beteiligten Firmen konnte nachfolgend das Konzept kontinuierlich verbessert werden z.B. durch das Design geeigneter Modulschnittstellen. Weil die Anwendungsf\u00e4lle sehr divers waren, konnten die IPA-Mitarbeitenden die Anforderungen in anwendungs\u00fcbergreifende und anwendungsspezifische Anforderungen unterscheiden. So konnten sie diejenigen identifizieren, die generischen Mehrwert liefern und h\u00f6her priorisiert werden sollten.<\/p>\n\n\n\n<p>Im Folgenden wurde die Basistruktur des Perzeptionsframeworks umgesetzt und nach und nach mit Modulen bef\u00fcllt. Aktuell beinhaltet die Toolbox zw\u00f6lf Softwaremodule, die unterschiedliche Erkennungsfunktionen bieten.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"857\" height=\"178\" src=\"https:\/\/s-tec.de\/wp-content\/uploads\/2021\/04\/Objektperzeptionsframework.png\" alt=\"Objekterkennungssystem: Toolbox mit zw\u00f6lf Softwaremodulen\" class=\"wp-image-3462\" srcset=\"https:\/\/s-tec.de\/wp-content\/uploads\/2021\/04\/Objektperzeptionsframework.png 857w, https:\/\/s-tec.de\/wp-content\/uploads\/2021\/04\/Objektperzeptionsframework-768x160.png 768w\" sizes=\"auto, (max-width: 857px) 100vw, 857px\" \/><figcaption>\u00a9 Fraunhofer IPA<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p>Weil das Objekterkennungssystem sehr flexibel ist, kann es viele Anwendungsf\u00e4lle l\u00f6sen. Bisher wurden damit f\u00fcnf verschiedene Roboteranwendungen erfolgreich umgesetzt. Der Einsatz dieses Frameworks reduzierte die Zeit f\u00fcr die Implementierung gegen\u00fcber herk\u00f6mmlichen Ans\u00e4tzen um bis zu 30 Prozent.<\/p>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\">Projektnutzen<\/h4>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li>Basisbibliothek mit verschiedenen Modalit\u00e4ten erm\u00f6glicht die einfache und schnelle Anpassung an spezifische Anwendungsf\u00e4lle und Objektmengen<\/li><li>Verkn\u00fcpfung von klassischer Bildverarbeitung und Maschinellem Lernen z.B. zur Gew\u00e4hrleistung einer schnellen Erweiterbarkeit<\/li><li>Gegen\u00fcber herk\u00f6mmlichen Ans\u00e4tzen robustere Perzeption durch Fusion multimodaler Informationen<\/li><\/ul>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\">Ber\u00fccksichtige Anwendungen und damit verbundene Anforderungen folgender Firmen<\/h4>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li>Kaptura<\/li><li>PremiumRobotics<\/li><li>Krankenhaus-Service GmbH Schwarzwald<\/li><\/ul>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\">Leistungsangebot des Fraunhofer IPA<\/h4>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li>Machbarkeitsuntersuchung der Objekterkennung<\/li><li>Systemkonzeption und Auswahl geeigneter Sensoren und Bildverarbeitungsverfahren<\/li><li>Anpassungen oder Neuentwicklungen existierender Algorithmen f\u00fcr Ihren spezifischen Anwendungsfall<\/li><li>Integration der Verfahren in bestehende Systeme und Anwendungen<\/li><li>Lizenzierung relevanter erprobter Perzeptionsmodule aus dem Framework <\/li><\/ul>\n<\/div>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-v4core-inner-blocks MainContent-right\">\n<div class=\"wp-block-v4core-layout undefined alignwide--right\"><div class=\"\"><div class='Sidebar'>\n\n<div class=\"wp-block-v4core-sidebar-item--contact Sidebar-item\">\n<p class=\"Sidebar-item-title h6\">Ihr Kontakt<\/p>\n\n\n\t\t\t<div class=\"Sidebar-item-content Sidebar-item-content--contact\">\r\n\t\t\t                <p>\r\n\t\t\t\t\t                        <span class=\"Sidebar-item-subtitle Sidebar-item-subtitle--contact\">M. Sc. Jochen Lindermayr<\/span><br>\r\n\t\t\t\t\t\t                        <span>Phone +49 711 970-1565<\/span><br>\r\n\t\t\t\t\t\t                        <span><a href=\"mailto:jochen.lindermayr@ipa.fraunhofer.de\">Send email<\/a><\/span><br><br>\r\n\t\t\t\t\t\t                <\/p>\r\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\r\n\t\t<\/div>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-v4core-sidebar-item Sidebar-item\">\n<p class=\"Sidebar-item-title h6\">Weitere Informationen<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-v4core-sidebar-item-content Sidebar-item-content\">\n<ul class=\"wp-block-list\"><li><a href=\"http:\/\/kognitive-robotik.ai\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Informationen und M\u00f6glichkeit zur Teilnahme am Early Adopter Programm<\/a><\/li><\/ul>\n<\/div>\n<\/div>\n\n<\/div>\n\n\n<p><\/p>\n<\/div><\/div>\n<\/div>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n\n<div class=\"wp-block-group\"><div class=\"wp-block-group__inner-container is-layout-flow wp-block-group-is-layout-flow\">\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Gef\u00f6rdert durch<\/h2>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-v4core-logowall LogoWall-wrapper is-style-large\"><div class=\"LogoWall\">\n<div class=\"wp-block-v4core-logowall-item LogoWall-item\">\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1920\" height=\"377\" src=\"https:\/\/s-tec.de\/wp-content\/uploads\/2020\/08\/BW_Ministerium_MWAW.png\" alt=\"BW_Ministerium_MWAW\" class=\"wp-image-1482\"\/><\/figure>\n<\/div>\n<\/div><\/div>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n\n<div class=\"wp-block-group\"><div class=\"wp-block-group__inner-container is-layout-flow wp-block-group-is-layout-flow\">\n<div class=\"wp-block-columns is-layout-flex wp-container-core-columns-is-layout-9d6595d7 wp-block-columns-is-layout-flex\">\n<div class=\"wp-block-column is-layout-flow wp-block-column-is-layout-flow\">\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Weitere Projekte<\/h2>\n<\/div>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-column is-layout-flow wp-block-column-is-layout-flow\">\n<p><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n    \n    \n<div id=\"v4core-post-list--1\" class=\"PostList PostList--projects PostList--slider\">\n\n    \n        <article class=\"PostList-no-results\">\n    <div class=\"PostList-item-link-content\">\n        <p class=\"PostList-item-link-content-title\">\n            <span class=\"PostList-item-link-content-category h6 has-magenta-color\">Keine Ergebnisse gefunden<\/span><br>\n            Versuchen Sie die Filterung anzupassen\n        <\/p>\n    <\/div>\n<\/article>\n\n                <div class=\"swiper-container\">\n            \n            <div class=\"PostList-posts PostList-posts--projects swiper-wrapper\">\n                \n    \n            <\/div>\n\n                    <\/div>\n        \n        <div class=\"PostList-meta\">\n\n                            <div class=\"wp-block-buttons\">\n                    <div class=\"wp-block-button\">\n                        <a class=\"wp-block-button__link has-text-color has-background has-gradient-background-color has-black-color\"\n                           href=\"https:\/\/s-tec.de\/projekte\/\">Alle Projekte<\/a>\n                    <\/div>\n                <\/div>\n            \n                            <div class=\"swiper-buttons\">\n                    <div class=\"swiper-button swiper-button-prev\"><\/div>\n                    <div class=\"swiper-button swiper-button-next\"><\/div>\n                <\/div>\n            \n        <\/div>\n\n        \n<\/div><\/div><\/div>\n\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Gef\u00f6rdert durch<\/p>\n","protected":false},"featured_media":3463,"template":"","categories":[14],"class_list":["post-3454","projects","type-projects","status-publish","has-post-thumbnail","hentry","category-early-adopter-programm"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/s-tec.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projects\/3454","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/s-tec.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projects"}],"about":[{"href":"https:\/\/s-tec.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/projects"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/s-tec.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media\/3463"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/s-tec.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=3454"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/s-tec.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=3454"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}