1 / 41

Stereovizijski sustavi

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

dalmar
Download Presentation

Stereovizijski sustavi

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Stereovizijski sustavi Kruno Kantoci

  2. Sadržaj Uvod Osnove fotogramentrije Strojni stereo vid Primjeri Stereovizijski sustavi

  3. Uvod - ljudski vid Za percepciju udaljenosti objekata od nas, potrebna su nam 2 oka Testirajte se: Stereovizijski sustavi

  4. Uvod - ljudski vid Slike koje vidimo lijevim i desnim okom nisu potpuno jednake mali razmak između ljudskih očiju Stereovizijski sustavi

  5. Uvod – ljudski vid • Na toj se činjenici temelji strojni stereo vid Stereovizijski sustavi

  6. Uvod - strojni stereo vid Stereovizijski 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

  7. Uvod - ljudski vs strojni vid Ljudski vid • Strojni vid Stereovizijski sustavi

  8. Osnove fotogrametrije Stereovizijski sustavi

  9. Osnove fotogrametrije Stereovizijski 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. Osnove fotogrametrije Stereovizijski sustavi • Prednosti • Raznovrsni podaci • Velike mogućnosti automatizacije • Veliki raspon točnosti • Velika pouzdanost • Jednostavna mogućnost naknadnih mjerenja • Široka spektralna osjetljivost (IC, termalno ...)

  11. Osnove fotogrametrije 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. Osnove fotogrametrije – primjena u strojarstvu Stereovizijski sustavi • Beskontaktna digitalizacija • Usporedba s CAD modelima • Kontrola kvalitete • Inverzno inženjerstvo • Pakiranje • Virtualna stvarnost • ...

  13. Osnove fotogrametrije – primjena u strojarstvu • Prostorno mjerenje • Izmjera točaka, provrta, bridova • Određivanje deformacija • Definiranje koordinatnih sustava • ... Stereovizijski sustavi

  14. Osnove fotogrametrije – primjena u strojarstvu Stereovizijski sustavi • Analiza deformacija • Prostorno mjerenje deformacija i naprezanja • Testiranje materijala • Dimenzioniranje komponenata • Određivanje svojstava materijala • Eksploatacija u industrijskoj sredini • …

  15. Osnove fotogrametrije – primjena u strojarstvu • Praćenje dinamičkih deformacija • Mjerenje 3D deformacija i vibracija • Dinamičko testiranje materijala • Analiza relativnog gibanja • … Stereovizijski sustavi

  16. Strojni stereo vid Stereovizijski sustavi

  17. Strojni stereo vid Stereovizijski sustavi

  18. Strojni stereo vid - kalibracija 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. Strojni stereo vid – koordinatni sustavi Stereovizijski sustavi Koordinatni sustav svijeta (w) Koordinatni sustav kamere (c) Koordinatni sustav slike – euklidski (i) Koordinatni sustav slike – afina (a)

  20. Strojni stereo vid – koordinatni sustavi Koordinatni sustav slike Koordinatni sustav kamere Stereovizijski sustavi

  21. Strojni stereo vid – perspektivna projekcija • Odnos (X, Y, Z) i (x, y) određuje se preko omjera trokuta • Jednadžbe perspektivne transformacije: • f – fokalna duljina kamera Stereovizijski sustavi

  22. Strojni stereo vid – perspektivna projekcija • Virtualna slika • Slika u kameri je invertirana potrebna prilagodba • Za prikazivanje slike na ekranu • Geometrija ista kao i prije • Nalazi se ispred kamera Stereovizijski sustavi

  23. Strojni stereo vid – paralelne kamere • B – duljina osnovne linije kamera • f – fokalna duljina kamera • Z – dubina (udaljenost) točke: • Koordinate točke: Stereovizijski sustavi

  24. Strojni stereo vid – paralelne kamere • Često korištenje “Cyclopean” koordinatnog sustava • Izrazi za konverziju: • Geometrija paralelnih kamera se izbjegava Stereovizijski sustavi

  25. Strojni stereo vid – konvergirane kamere • Mnogo češći slučaj • - dubina fiksacijske točke • Izraz da dubinu glasi: Stereovizijski sustavi

  26. Strojni stereo vid – epipolarna geometrija • 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 • li l’- epipolarne linije • e i e’ –epipolovi tj. virtualne slike optičkog centra prve kamere viđene drugom kamerom Stereovizijski sustavi

  27. Strojni stereo vid - korespondencija 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 Stereovizijski sustavi

  28. Strojni stereo vid – segmentacija slike • 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 Stereovizijski sustavi

  29. Strojni stereo vid – korelacija slike Stereovizijski sustavi

  30. Strojni stereo vid – ograničenja korespondencije • Epipolarno ograničenje • Ograničenje jedinstvenosti • Fotometričko ograničenje • Ograničenje geometrijskih sličnosti • Ograničenje istih značajki • Ograničenje rasporeda • Obostrana korespondencija Stereovizijski sustavi

  31. Strojni stereo vid – strukturirano svjetlo • Za rješavanje problema korespondencije • Za scene bez dovoljno detalja za usporedbu • Izbjegavanje kalibracije stereopara • Daje gustu mapu udaljenosti Stereovizijski sustavi

  32. Strojni stereo vid – strukturirano svjetlo • Binarno kodiranje • Sinusni val Stereovizijski sustavi

  33. Primjeri Stereovizijski sustavi

  34. Primjeri – bušenje tiskanih pločica • Zbog nepravilnog pozicioniranja • Kamere snimaju pločicu i svrdlo • 2 kamere udaljenost svrdla od pločice • Paralelne kamere Stereovizijski sustavi

  35. Primjeri – bušenje tiskanih pločica • 4 referentne podloge • Razlika CAD modela i obrađenih slika stvarna pozicija svrdla • Nije potrebna kalibracija stereopara Stereovizijski sustavi

  36. Primjeri – bušenje tiskanih pločica pogreška pogreška ispravljena Stereovizijski sustavi

  37. Primjeri – mapiranje mobilnim robotom • Višerezolucijski stereovizijski sustav • Jeftina integrirana stereo glava • Stereo algoritam pokretan na PC-u • Cilj: autonomnost robota pri prepoznavanju okoline Stereovizijski sustavi 37

  38. Primjeri – mapiranje mobilnim robotom • Dinamička promjena rezolucije • Rezolucije od 320x60, 160x60 i 80x60 piksela • Svaka slika pojedine rezolucije se posebno obrađuje Stereovizijski sustavi

  39. Primjeri – mapiranje mobilnim robotom Traženje širine hodnika Kreirana mapa hodnika Stereovizijski sustavi

  40. Prijedlog 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

  41. Hvala na pažnji!!!

More Related