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Performanz des Planungsalgorithmus für die nächste optimale Scanposition.

Der erste Schritt des Algorithmus betrachtet alle Messpunkte in einem 3D-Scan, um diejenigen Punkte zu filtern, die sich auf der definierten Höhe befinden. Nach dem Filtern der Punkte wird die Hough-Transformation eingesetzt, die eine Laufzeit von $ \O(c \, n_R)$ hat. Dabei bezeichnet $ n_R$ die Anzahl der Punkte in der gewählten Riss-Ebene ( $ n_R \, \ll \, $ Anzahl aller Messdaten in einem 3D-Scan) und $ c$ ist abhängig von der größten auftretenden Entfernung vom 3D-Scanner. Die Polygonerzeugung wendet Bubble-Sort auf die Linien an; die Anzahl der Linien ist allerdings wesentlich kleiner als die Anzahl der Punkte in einer Riss-Ebene. Liegt bereits ein Riss-Polygon vor, muss das neu erzeugte mit dem vorhandenen vereinigt werden. Vattis Polygon Clipping Algorithmus hat eine Laufzeit von $ \O(n_P)$. $ n_P$ ist die Summe der Kanten beider Riss-Polygone [83]. Die Anzahl der Kanten in einem Riss-Polygon ist vor dem Clipping doppelt so groß wie die Anzahl der detektierten Linien im Riss, d.h. $ n_P = 2 n_L$.

Dieser erste Schritt benötigt in der Ausführung auf einem PIII-600 weniger als eine Sekunde. Auch für den zweiten Schritt, das Erzeugen der Kandidatenpositionen, genügt ein Bruchteil einer Sekunde. Der dritte Schritt ist der zeitaufwendigste. Die Evaluation der Kandidatenpunkte benötigt $ \O(n_K \, n_P)$. Dabei ist $ n_K$ die Anzahl der Kandidatenpunkte und $ n_P$ die der Kanten im Riss-Polygon. Letztere steigt mit der Größe der explorierten Umgebung. Auch ist die Simulation der Laserstrahlen aufwendig, da für jeden Strahl der zum Scanner nächste Schnittpunkt mit den Kanten des Riss-Polygons ermittelt werden muss. Die Durchführung des dritten Schrittes kann für den Flur des FhG-AIS Gebäudes C2 bis zu 2 Sekunden (PIII-600) in Anspruch nehmen.


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Andreas Nüchter
2002-07-10