Upload
dalmar
View
111
Download
2
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Stereovizijski sustavi. Kruno Kantoci. Sadržaj. Uvod Osnove fotogramentrije Strojni stereo vid Primjeri. Uvod - ljudski vid. Za percepciju udaljenosti objekata od nas, potrebna su nam 2 oka. Testirajte se:. Uvod - ljudski vid. Slike koje vidimo lijevim i desnim okom nisu potpuno - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Kruno Kruno KantociKantoci
2Stereovizijski sustavi
Uvod Osnove fotogramentrije Strojni stereo vid Primjeri
3Stereovizijski sustavi
Za percepciju udaljenosti objekata od nas, potrebna su nam 2 oka
Testirajte se:Testirajte se:
4Stereovizijski sustavi
Slike koje vidimo lijevim i desnim okom nisu potpuno jednake mali razmak između ljudskih očiju
5
Uvod – ljudski vidUvod – ljudski vid
Na toj se činjenici temelji strojni stereo vid
Stereovizijski sustavi
6Stereovizijski sustavi
2 ili više kamera omogućuju percepciju 3D svijeta
Osnovni pojmovi:• Kalibracija• Koordinatni sustavi• Projekcijska geometrija • Epipolarna geometrija• Paralelne i konvergirane kamere• Korespondencija
• Segmentacija slike• Korelacija
• Strukturirano svijetlo
7Stereovizijski sustavi
Ljudski vid
Strojni vid
8Stereovizijski sustavi
9Stereovizijski sustavi
Fotogrametrija je umjetnost, znanost i tehnologija za dobivanje pouzdanih informacija o objektima realnog svijeta i okruženja kroz proces snimanja, mjerenja i interpretacije fotografskih slika
Područja primjene:• Blokaerotriangulacija• Arhitektura i zaštita spomenika• Građevinarstvo• Arheologija• Industrija i strojarstvo • Medicina• Fotorealistična vizualizacija i animacija• ......
10
Stereovizijski sustavi
Prednosti• Raznovrsni podaci• Velike mogućnosti automatizacije• Veliki raspon točnosti• Velika pouzdanost• Jednostavna mogućnost naknadnih mjerenja• Široka spektralna osjetljivost (IC, termalno ...)
11
Stereovizijski sustavi
Tipovi obrade• Metrička fotogrametrija• Interpretativna fotogrametrija
Tipovi snimanja• Terenska i bliskopredmetna fotogrametrija• Aerofotogrametrija• Satelitska fotogrametrija
Tehnologije obrade• Analogna fotogrametrija• Analitička fotogrametrija• Digitalna fotogrametrija
12
Stereovizijski sustavi
Beskontaktna digitalizacija• Usporedba s CAD modelima• Kontrola kvalitete• Inverzno inženjerstvo• Pakiranje• Virtualna stvarnost• ...
13
Stereovizijski sustavi
Prostorno mjerenje• Izmjera točaka, provrta, bridova• Određivanje deformacija• Definiranje koordinatnih sustava• ...
14
Stereovizijski sustavi
Analiza deformacija• Prostorno mjerenje deformacija i naprezanja• Testiranje materijala• Dimenzioniranje komponenata• Određivanje svojstava materijala• Eksploatacija u industrijskoj sredini• …
15
Stereovizijski sustavi
Praćenje dinamičkih deformacija• Mjerenje 3D deformacija i vibracija• Dinamičko testiranje materijala• Analiza relativnog gibanja• …
16Stereovizijski sustavi
17
Stereovizijski sustavi
18
Stereovizijski sustavi
Koordinate piksela koordinate slike
Ekstrinsični parametri – definiraju lokaciju i orijentaciju koordinatnog sustava kamere u odnosu prema poznatom referentnom koordinatnom sustavu svijeta
Intrinsični parametri – povezuju koordinate piksela s korespodentnim slike s korespodentnim točkma u referentnom sustavu kamere
Procjena parametara kamere• Fotogrametrička kalibracija• Samokalibracija
19
Stereovizijski sustavi
Koordinatni sustav svijeta (w) Koordinatni sustav kamere (c) Koordinatni sustav slike – euklidski (i) Koordinatni sustav slike – afina (a)
20
Stereovizijski sustavi
Koordinatni sustav slike
Koordinatni sustav kamere
21
Stereovizijski sustavi
Odnos (X, Y, Z) i (x, y) određuje se preko omjera trokuta
Jednadžbe perspektivne transformacije:
f – fokalna duljina kamera
fZ
Xx f
Z
Yy
22
Stereovizijski sustavi
Virtualna slika• Slika u kameri je invertirana potrebna prilagodba• Za prikazivanje slike na ekranu• Geometrija ista kao i prije• Nalazi se ispred kamera
23
Stereovizijski sustavi
B – duljina osnovne linije kamera
f – fokalna duljina kamera Z – dubina (udaljenost) točke:
Koordinate točke:
d
BfZ
d
Bx
f
ZxX
d
By
f
ZyY
24
Stereovizijski sustavi
Često korištenje “Cyclopean” koordinatnog sustava
Izrazi za konverziju:
Geometrija paralelnih kamera se izbjegava
xRxL
xRxLDX
2 xRxL
DyY
xRxL
DfZ
25
Stereovizijski sustavi
Mnogo češći slučaj - dubina fiksacijske točke
Izraz da dubinu glasi:
0Z
0Z
BfD
BfZ
26
Stereovizijski sustavi
Omogućava epipolarno ograničenje koje smanjuje dimenzije prostora u kojem tražimo korespodenciju između točke viđene različitim kamerama sa cijele slike na ograničeni prostor Epipolarna ravnina definirana je sa OP i O’P l i l’ - epipolarne linije e i e’ – epipolovi tj. virtualne slike optičkog centra prve kamere viđene drugom kamerom
27
Stereovizijski sustavi
Određivanje ekvivalentnih točaka iz dvije slike iste scene Pretpostavke:
• Odgovarajuća područja slika su slična• Točka u jednoj slici može odgovarati samo jednoj točki u drugoj
slici• Ako su dva odgovarajuća elementa blizu na slici tada je u većini
slučajeva njihova nepodudarnost ista jer okoliš predstavlja kontinuirana površina omeđena granicama
Osnovne metode:• Segmentacija • Korelacija
28
Stereovizijski sustavi
Provodi se u nekoliko koraka:• Ekstrakcija značajki pojedinog segmenta
• Odabir segmenta na lijevoj slici• Usporedba sa svakim segmentom desne slike • Odabir segmenta koji najbolje odgovara traženom segmentu
sa lijeve slike • Iteracija prijašnjih koraka
29
Stereovizijski sustavi
30
Stereovizijski sustavi
Epipolarno ograničenje Ograničenje jedinstvenosti Fotometričko ograničenje Ograničenje geometrijskih sličnosti Ograničenje istih značajki Ograničenje rasporeda Obostrana korespondencija
31
Stereovizijski sustavi
Za rješavanje problema korespondencije Za scene bez dovoljno detalja za
usporedbu Izbjegavanje kalibracije stereopara Daje gustu mapu udaljenosti
32
Stereovizijski sustavi
Binarno kodiranje
Sinusni val
33Stereovizijski sustavi
34
Stereovizijski sustavi
Zbog nepravilnog pozicioniranja Kamere snimaju pločicu i svrdlo 2 kamere udaljenost svrdla od
pločice Paralelne kamere
35
Stereovizijski sustavi
4 referentne podloge Razlika CAD modela i obrađenih slika stvarna pozicija
svrdla Nije potrebna kalibracija stereopara
36
Stereovizijski sustavi
pogreška
pogreška
ispravljena
37
Stereovizijski sustavi 37
Višerezolucijski stereovizijski sustav Jeftina integrirana stereo glava Stereo algoritam pokretan na PC-u Cilj: autonomnost robota pri prepoznavanju okoline
38
Stereovizijski sustavi
Dinamička promjena rezolucije Rezolucije od 320x60, 160x60 i 80x60 piksela Svaka slika pojedine rezolucije se posebno obrađuje
39
Stereovizijski sustavi
Traženje širine hodnika
Kreirana mapa hodnika
40
Prijedlog pitanja za kolokvijPrijedlog pitanja za kolokvij Na kojoj se prirodnoj činjenici temelji strojni stereo vid?
◦ Zbog malog razmaka između ljudskih očiju, slike koje vidimo pojedinim okom nisu potpuno jednake
Koje tehnologije obrade slika poznajete u fotogrametriji?◦ Analogna fotogrametrija◦ Analitička fotogrametrija◦ Digitalna fotogrametrija
Koje su dvije metode kalibracije za procjenu parametara kamere?◦ Fotogrametrička kalibracija◦ Samokalibracija
Koji se koordinatni sustav najčešće koristi pri geometriji paralelnih kamera te gdje mu je ishodište?◦ Cyclopean – ishodište je na polovici udaljenosti između kamera
Koji su najčešći oblici strukturiranog svjetla?◦ Binarno kodiranje◦ Sinusni val