LIDAR die ganz heiße Nummer vor 35 Jahren...
3-D Entfernungsdaten-Verarbeitung bei der Umweltvermessung
so hieß die am
am Lehrstuhl für Steuerungs- und Regelungstechnik der Technischen Universität München, Prof. Günther Schmidt, eingereichte Diplomarbeit des damaligen cand. ing. Markus Greim. Berabeitungszeitraum 15.06.1987 bis 16.05.1988, Betreuer: Georg Karl
da_markus_greim_3d_entfernungsdaten_tu_muenchen_mai_1988_index_kommentar.pdf
Die Arbeit, ca. 113 MByte
Das Deckblatt mit Aufgabenstellung, man beachte die angegebene Literatur: BIBEL, Wolfgang / SIEKMANN, Jörg H. (ed) "Künstliche Intelligenz": deckblatt.pdf
Bemerkung rückblickend aus dem Jahre 2022
Dies ist meine Diplomarbeit aus dem Jahr 1987/1988.
Die Arbeit war Teil der Entwicklung eines mobile autonomen Roboters genannt Makrobe.
Dieser enthielt als Sensorik, unter anderem eine Laser basierte 3D-Entfernungskamera, heute ein als LIDAR ( Light detection and ranging - analog zum RADAR) bekanntes System.
Die Kamera und die Makrobe entstanden im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 331 der DFG "Informationsbearbeitung in autonomen, mobilen Handhabungssystemen".
Meiner Diplomarbeit ging eine Studienarbeit am gleichen Lehrstuhl voraus. Hier ging es um den Entwurf der Antriebselektronik für den Drehspiegel der 3D-Kamera.
Diese Kamera (der obere Aufbau der Makrobe, rechts im Bild), war weltweit einer der ersten, vielleicht auch die allererste zivile und vor allem augensicheren Kameras. Das heißt, die Laserleistung war so gering, dass durch den messenden Laserstrahl Augen nicht geschädigt werden konnten. Solche LIDAR Systeme sind heute, mehr als 35 Jahre später, Standard in Fahrzeugen der automobilen Oberklasse, die autonomes oder teilautonomes Fahren realisieren oder dies zumindest anstreben.
Alle Diagramme in der Arbeit wurden mit Supercalc 3 Version 2, einem der ersten Tabellenkalkulationsprogramme unter MS-DOS erstellt. Der Ausdruck erfolgte auf Nadeldruckern der Firmen Siemens, Typ PT-88 oder Epson, Typ FX-80.
Zeichnungen wurden mit Autocad 2.1x f. MS-DOS erstellt. Diese durfte ich, bei meinem späteren Arbeitgeber, dem Institut f. experimentelle Anästhesie der LMU in der Pettenkoferstraße, Professor Alfred Doenicke, auf einem HP-Plotter HP 7475A ausgeben lassen.
Die Textverarbeitung erfolgte mit dem wunderbaren MS-WORD f. DOS Version 4.0 auf einem Commodore PC 20 mit 1 MByte Hauptspeicher, davon 640 kByte nutzbar und einer Seagate Festplatte mit sagenhaften 20 MByte. Alleine das quietschend saugende Geräusch der Kopfmechanik dieser Platte bleibt unvergesslich. Ich danke heute noch meiner Schwester für die freundliche Leihstellung dieser richtig teuren Wundermaschine an einen armen Studenten. Der PC stand im Laufstall, um ihn vor unserm Sohn zu schützen und meine liebe Frau half mit 10 flinken Fingern den Text in eine lesbare Form zu bringen. Jedes Kapitel wurde sicherheitshalber in einer eigenen Datei abgespeichert. Word war nämlich damals schon genauso zuverlässig wie heute. Am Schluss wurden die Kapitel einzeln ausgedruckt und die Seitenzahlen, mit kleinen Nummernaufklebern, wie man sie damals gerne für Diapositve verwendete, aufgeklebt. Anschließend wurden auch noch Bilder und Diagramme eingeklebt und das ganze, wie üblich, 1 Stunde vor Abgabe kopiert und gebunden.
Die Software wurde in PASCAL auf einer VAX 11/780 (eigentlich die abgespeckte Version 750, cycle time ca. 3,2 MHz) unter dem Betriebssystem VMS erstellt.
Für diese Diplomarbeit wurde zum Preis von mehreren tausend DM zusätzlich die relationale Datenbanksoftware RDB/VMS (heute als OracleRdb immer noch auf dem Markt) beschafft. Die Lieferung kam aus Irland in Form einer sarggroßen Holzkiste, gefüllt mit reichlich Holzwolle. Inhalt der Kiste ein Computer Tape und mehrere Handbücher. Diese Software hatte bereits Ähnlichkeiten mit einer SQL Datenbank. Die erste SQL Norm wurde aber erst 1987 verabschiedet.
Die Entwicklung fand im Alten Elektrotechnischen Gebäude auf dem zentralen Campus der TU in der Arcisstraße statt. Dies war ein Bau aus der Gründerzeit. Wir Diplomanden hatten je einen Arbeitsplatz im Keller des Gebäudes. Da es manchmal von der Kellerdecke tropfte schützten wir die VT220 Computerterminals durch eine Abdeckung aus Pappkarton. Immerhin hatte jeder seinen eigenen Schreibtisch, was aber auch eine Präsenzpflicht implizierte.
Das ein Erdschluss unserer leicht illegalen Kaffeemaschine das Netzwerk des Lehrstuhl zerstörte wurde, uns nicht zum Verhängnis, da sich herausstellte, dass der gesamte Laborbereich im Keller nicht an den Schutzleiter angeschlossen war.
Etwas peinlich für die Elektrotechnische Fakultät der TU München
Ebenfalls komfortabel war ein Fernsprech Wandapparat Fe WAp 611 mit Wählscheibe und Amtsberechtigung.
Am besten, war jedoch die Gemeinschaft der Kellerkinder (Diplomanden) u.a. Bernhard Gleinig, Christoph Föhlich, Anton Voitenleitner, Blacky Schwarz, Peter Klopfer et. al. Kurz nach unserer ruhmreichen Arbeit wurde das Gebäude abgerissen. Wollte man Spuren verwischen? Auf diesem Grund steht heute das Audimax der TU.
Betreuer der Arbeit war Georg Karl - er war nicht immer ganz einfach zu haben, aber ich habe in den Monaten viel gelernt. Die Dauer einer Diplomarbeit war zu Beginn meiner Arbeit noch nicht limitiert. Im Frühjahr 1988 schwenkte die Hochschulleitung aber um, und ich und andere mussten unsere Arbeiten recht ruckartig beenden. Das hatte Vor- und Nachteile.
In Georg Karls Dissertation "Eine 3-D Laserentfernungskamera zur Bewegungsführung mobiler Roboter" vom November 1990 sind die Ergebnisse einiger der o.a. Diplomanden zum Thema zusammengefasst.
Die Note war dann eine 1,3 ! Die 1,0 gab es bei Professor Schmidt fast nie, ich war also sehr zufrieden.
Technischer Nachtrag zur PDF Datei:
Mit einem kürzlich gebraucht erworbenen Stapelscanner Canon DR-6010C konnte ich nun endlich dieses historische Schätzchen für das digitale Universum aufbereiten. Irgendwo existiert zwar auch noch eine Diskette mit den Original MS-DOS Word 4.0 Dateien, aber von diesen Disketten fallen sehr gerne die Aufkleber ab, so dass eine Zuordnung Diskette zu Inhalt sehr schwierig wird. An Grafik Einbindung war zu dieser Zeit ehe noch nicht zu denken.
Wichtiger Hinweis!
Der Canon DR-6010C ist super schnell, funktioniert aber nicht ohne spezielle Software unter Windows, auch wenn man bei Canon einen ISIS/TWAIN Treiber kostenlos herunter laden kann. Canon liefert die CapturePerfect Software mit dem Originalgerät, diese war aber bei dem gebrauchten Gerät nicht enthalten. Ich habe deshalb die Software VueScan von Hamrick Software verwendet. Kostet z.Zt. 69,95€, gibt es f. Windows, Linux und MacOS und ist sein Geld wert. Um die pdf Datei zu indizieren kam OCRmyPDF als Frontend zu der freien OCR Software Tesseract zum Einsatz. Scanzeit f. 200 Seiten, bei einem 16 Kern Z800 Rechner (8 Jahre alt) ca. 5 Minuten. Dadurch ist aus der pdf Datei eine pdfA Datei geworden.
VueScan kann per se schon OCR, das habe ich bei so großen Dokumenten aber noch nicht getestet.
so hieß die am
am Lehrstuhl für Steuerungs- und Regelungstechnik der Technischen Universität München, Prof. Günther Schmidt, eingereichte Diplomarbeit des damaligen cand. ing. Markus Greim. Berabeitungszeitraum 15.06.1987 bis 16.05.1988, Betreuer: Georg Karl
da_markus_greim_3d_entfernungsdaten_tu_muenchen_mai_1988_index_kommentar.pdf
Die Arbeit, ca. 113 MByte
Das Deckblatt mit Aufgabenstellung, man beachte die angegebene Literatur: BIBEL, Wolfgang / SIEKMANN, Jörg H. (ed) "Künstliche Intelligenz": deckblatt.pdf
Bemerkung rückblickend aus dem Jahre 2022
Dies ist meine Diplomarbeit aus dem Jahr 1987/1988.
Die Arbeit war Teil der Entwicklung eines mobile autonomen Roboters genannt Makrobe.
Dieser enthielt als Sensorik, unter anderem eine Laser basierte 3D-Entfernungskamera, heute ein als LIDAR ( Light detection and ranging - analog zum RADAR) bekanntes System.
Die Kamera und die Makrobe entstanden im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 331 der DFG "Informationsbearbeitung in autonomen, mobilen Handhabungssystemen".
Meiner Diplomarbeit ging eine Studienarbeit am gleichen Lehrstuhl voraus. Hier ging es um den Entwurf der Antriebselektronik für den Drehspiegel der 3D-Kamera.
Diese Kamera (der obere Aufbau der Makrobe, rechts im Bild), war weltweit einer der ersten, vielleicht auch die allererste zivile und vor allem augensicheren Kameras. Das heißt, die Laserleistung war so gering, dass durch den messenden Laserstrahl Augen nicht geschädigt werden konnten. Solche LIDAR Systeme sind heute, mehr als 35 Jahre später, Standard in Fahrzeugen der automobilen Oberklasse, die autonomes oder teilautonomes Fahren realisieren oder dies zumindest anstreben.
Alle Diagramme in der Arbeit wurden mit Supercalc 3 Version 2, einem der ersten Tabellenkalkulationsprogramme unter MS-DOS erstellt. Der Ausdruck erfolgte auf Nadeldruckern der Firmen Siemens, Typ PT-88 oder Epson, Typ FX-80.
Zeichnungen wurden mit Autocad 2.1x f. MS-DOS erstellt. Diese durfte ich, bei meinem späteren Arbeitgeber, dem Institut f. experimentelle Anästhesie der LMU in der Pettenkoferstraße, Professor Alfred Doenicke, auf einem HP-Plotter HP 7475A ausgeben lassen.
Die Textverarbeitung erfolgte mit dem wunderbaren MS-WORD f. DOS Version 4.0 auf einem Commodore PC 20 mit 1 MByte Hauptspeicher, davon 640 kByte nutzbar und einer Seagate Festplatte mit sagenhaften 20 MByte. Alleine das quietschend saugende Geräusch der Kopfmechanik dieser Platte bleibt unvergesslich. Ich danke heute noch meiner Schwester für die freundliche Leihstellung dieser richtig teuren Wundermaschine an einen armen Studenten. Der PC stand im Laufstall, um ihn vor unserm Sohn zu schützen und meine liebe Frau half mit 10 flinken Fingern den Text in eine lesbare Form zu bringen. Jedes Kapitel wurde sicherheitshalber in einer eigenen Datei abgespeichert. Word war nämlich damals schon genauso zuverlässig wie heute. Am Schluss wurden die Kapitel einzeln ausgedruckt und die Seitenzahlen, mit kleinen Nummernaufklebern, wie man sie damals gerne für Diapositve verwendete, aufgeklebt. Anschließend wurden auch noch Bilder und Diagramme eingeklebt und das ganze, wie üblich, 1 Stunde vor Abgabe kopiert und gebunden.
Die Software wurde in PASCAL auf einer VAX 11/780 (eigentlich die abgespeckte Version 750, cycle time ca. 3,2 MHz) unter dem Betriebssystem VMS erstellt.
Für diese Diplomarbeit wurde zum Preis von mehreren tausend DM zusätzlich die relationale Datenbanksoftware RDB/VMS (heute als OracleRdb immer noch auf dem Markt) beschafft. Die Lieferung kam aus Irland in Form einer sarggroßen Holzkiste, gefüllt mit reichlich Holzwolle. Inhalt der Kiste ein Computer Tape und mehrere Handbücher. Diese Software hatte bereits Ähnlichkeiten mit einer SQL Datenbank. Die erste SQL Norm wurde aber erst 1987 verabschiedet.
Die Entwicklung fand im Alten Elektrotechnischen Gebäude auf dem zentralen Campus der TU in der Arcisstraße statt. Dies war ein Bau aus der Gründerzeit. Wir Diplomanden hatten je einen Arbeitsplatz im Keller des Gebäudes. Da es manchmal von der Kellerdecke tropfte schützten wir die VT220 Computerterminals durch eine Abdeckung aus Pappkarton. Immerhin hatte jeder seinen eigenen Schreibtisch, was aber auch eine Präsenzpflicht implizierte.
Das ein Erdschluss unserer leicht illegalen Kaffeemaschine das Netzwerk des Lehrstuhl zerstörte wurde, uns nicht zum Verhängnis, da sich herausstellte, dass der gesamte Laborbereich im Keller nicht an den Schutzleiter angeschlossen war.
Etwas peinlich für die Elektrotechnische Fakultät der TU München
Ebenfalls komfortabel war ein Fernsprech Wandapparat Fe WAp 611 mit Wählscheibe und Amtsberechtigung.
Am besten, war jedoch die Gemeinschaft der Kellerkinder (Diplomanden) u.a. Bernhard Gleinig, Christoph Föhlich, Anton Voitenleitner, Blacky Schwarz, Peter Klopfer et. al. Kurz nach unserer ruhmreichen Arbeit wurde das Gebäude abgerissen. Wollte man Spuren verwischen? Auf diesem Grund steht heute das Audimax der TU.
Betreuer der Arbeit war Georg Karl - er war nicht immer ganz einfach zu haben, aber ich habe in den Monaten viel gelernt. Die Dauer einer Diplomarbeit war zu Beginn meiner Arbeit noch nicht limitiert. Im Frühjahr 1988 schwenkte die Hochschulleitung aber um, und ich und andere mussten unsere Arbeiten recht ruckartig beenden. Das hatte Vor- und Nachteile.
In Georg Karls Dissertation "Eine 3-D Laserentfernungskamera zur Bewegungsführung mobiler Roboter" vom November 1990 sind die Ergebnisse einiger der o.a. Diplomanden zum Thema zusammengefasst.
Die Note war dann eine 1,3 ! Die 1,0 gab es bei Professor Schmidt fast nie, ich war also sehr zufrieden.
Technischer Nachtrag zur PDF Datei:
Mit einem kürzlich gebraucht erworbenen Stapelscanner Canon DR-6010C konnte ich nun endlich dieses historische Schätzchen für das digitale Universum aufbereiten. Irgendwo existiert zwar auch noch eine Diskette mit den Original MS-DOS Word 4.0 Dateien, aber von diesen Disketten fallen sehr gerne die Aufkleber ab, so dass eine Zuordnung Diskette zu Inhalt sehr schwierig wird. An Grafik Einbindung war zu dieser Zeit ehe noch nicht zu denken.
Wichtiger Hinweis!
Der Canon DR-6010C ist super schnell, funktioniert aber nicht ohne spezielle Software unter Windows, auch wenn man bei Canon einen ISIS/TWAIN Treiber kostenlos herunter laden kann. Canon liefert die CapturePerfect Software mit dem Originalgerät, diese war aber bei dem gebrauchten Gerät nicht enthalten. Ich habe deshalb die Software VueScan von Hamrick Software verwendet. Kostet z.Zt. 69,95€, gibt es f. Windows, Linux und MacOS und ist sein Geld wert. Um die pdf Datei zu indizieren kam OCRmyPDF als Frontend zu der freien OCR Software Tesseract zum Einsatz. Scanzeit f. 200 Seiten, bei einem 16 Kern Z800 Rechner (8 Jahre alt) ca. 5 Minuten. Dadurch ist aus der pdf Datei eine pdfA Datei geworden.
VueScan kann per se schon OCR, das habe ich bei so großen Dokumenten aber noch nicht getestet.
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