Исследование процесса калибровки и оптических характеристик стереонасадки 3dberry
Автор: Степанов Дмитрий Николаевич, Смирнов Александр Владимирович
Журнал: Программные системы: теория и приложения @programmnye-sistemy
Рубрика: Математическое моделирование
Статья в выпуске: 3 (38) т.9, 2018 года.
Бесплатный доступ
Статья посвящена исследованию процесса калибровки стереонасадки 3Dberry, а также оценке ее оптических характеристик для решения задач компьютерного зрения: в частности, задач 3D-моделирования и определения расстояния до объектов окружающей обстановки. Приведен обзор основных методов 3D-моделирования с применением оптических технологий; обзор катадиоптрических систем с плоскими зеркалами; показано преимущество использования стереонасадок перед остальными технологиями. Методика проведения исследования заключается в компьютерном эксперименте с использованием реальных изображений, которые были получены с помощью стереонасадки. Приведены результаты калибровки стереонасадки с использованием стороннего и собственного программного обеспечения. В ходе экспериментов выбрана математическая модель стереокамеры, которая позволяет достичь наилучших результатов калибровки. Рассчитаны оптические характеристики стереоустановки, состоящей из монокулярной камеры и стереонасадки. Полученные результаты могут быть использованы в создании и исследовании систем компьютерного зрения для робототехнических комплексов.
Калибровка, машинное зрение, определение расстояния, оптические приборы, оптические характеристики, стереозрение, стереонасадка, трехмерные измерения
Короткий адрес: https://sciup.org/143166174
IDR: 143166174 | УДК: 004.932.2 | DOI: 10.25209/2079-3316-2017-9-3-11-28
Research of calibration process and optical characteristics of 3dberry stereo nozzle
The article is devoted to the research of calibration process of 3Dberry stereo nozzle, as well as to the evaluation of its optical characteristics for solving computer vision problems: in particular, 3D modeling tasks and range finding. The review of the main methods of 3D modeling with the use of optical technologies as well as the review of flat-mirror catadioptric systems are presented; the advantage of the use of stereo nozzles in front of other technologies is shown. Methodology of the research consists in a computer experiment using real images that were obtained with the use of stereo nozzle. The results of calibration of the stereo nozzle with the use of third-party and own software are given. During the experiments, a mathematical model of a stereo camera was selected, which allows to achieve the best results of calibration. The optical characteristics of a stereo rig consisting of a monocular camera and a stereo nozzle are calculated. The obtained results can be used in the creation and research of computer vision systems for robotic complexes. (In Russian). (in Russian).
Список литературы Исследование процесса калибровки и оптических характеристик стереонасадки 3dberry
- М. В. Фурса. Реконструкция сложных трехмерных объектов методом структурированного освещения//Автометрия, Т. 44, № 1. 2008. С. 118-126.
- В. Я. Распопов, А. В. Ладонкин. Оптические системы ориентации в контуре управления беспилотного летательного аппарата//Гироскопия и навигация, Т. 3, № 78. 2012. С. 64-77. .
- В. П. Лазаренко, Т. С. Джамийков, В. В. Коротаев, С. Н. Ярышев. Метод создания сферических панорам из изображений, полученных всенаправленными оптико-электронными системами//Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики, Т. 16, № 1. 2016. С. 46-53.
- W. Li, Y. F. Li. "Single-camera panoramic stereo imaging system with a fisheye lens and a convex mirror", Optics Express, V. 19. No. 7. 2011. P. 5855-5867.
- J. Gluckman, S. K. Nayar. "Rectified catadioptric stereo sensors", IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, V. 24. No. 2. 2002. P. 224-236.
- J. Gluckman, S. K. Nayar. "Planar catadioptric stereo: geometry and calibration", Proc. of IEEE Computer Society Conference on Computer Vision and Pattern Recognition. V. 1, 1999. P. 22-28.
- G. L. Mariottini, S. Scheggi, F. Morbidi, D. Prattichizzo. "Catadioptric stereo with planar mirrors: multiple-view geometry and camera localization", Visual Servoing via Advanced Numerical Methods, Lecture Notes in Control and Information Sciences, vol. 401, 2001. P. 3-21.
- T. Pachidis, J. Lygouras. "A pseudo stereo vision system as a sensor for real time path control of a robot", Proc. of the 19th IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference. V. 2, 2002. P. 1589-1594.
- R. Wang, X. Li, Y. Zhang. "Analysis and optimization of the stereo-system with a four-mirror adapter", Journal of the European Optical Society Rapid publications, 3 2008, 08033, 7 p.
- Z. Zhang. "A flexible new technique for camera calibration", IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, V. 22. No. 11. 2000. P. 1330-1334.
- J. Heikkila, O. Silven. "A four-step camera calibration procedure with implicit image correction", Proc. of the IEEE International Conference on Computer Vision and Pattern Recognition, 1997. P. 1106-1112.
- В. В. Коротаев, А. В. Краснящих, С. Н. Ярышев, Х. В. Нгуен. Метод автоматической калибровки стереоскопической системы//Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики, Т. 4, № 92. 2014. С. 29-34.
- B. W. He, Y. F. Li. "A novel method for camera calibration using vanishing points", Proc. of the 2007-14th International Conference on Mechatronics and Machine Vision in Practice, 2007. P. 44-47.
- LOREO: creating solutions through lateral thinking. 3D cameras, 3D lenses and optical systems (дата обращения: 20.07.2018).
- Самодельная стереонасадка для фотоаппарата. Снимаем и смотрим стерео фото, не потратив ни копейки (дата обращения: 20.07.2018).
- Портативные стереонасадки (дата обращения: 20.07.2018).
- 3Dberry -комплект для изучения компьютерного зрения с вашей Raspberry Pi (дата обращения: 20.07.2018).
- G. Bradski, A. Kaehler. Learning OpenCV, O'Reilly Media, 2008, 576 p.
- В. Г. Алтухов, А. Б. Колкер. Вычисление расстояния до объекта на основе карты глубин полученной методом зеркального разделения изображений//Автоматика и программная инженерия, Т. 1, № 19. 2017. С. 65-69.
- Camera calibration toolbox for Matlab with a complete documentation (дата обращения: 20.07.2018).
