3D-реконструкция помещения с помощью системы бинокулярного зрения

Авторы: Бай Цайянь
Опубликовано в выпуске: #6(35)/2019
DOI: 10.18698/2541-8009-2019-6-491
Раздел: Машиностроение и машиноведение | Рубрика: Роботы, мехатроника и робототехнические системы
Ключевые слова: система бинокулярного зрения, калибровка телекамеры, признаки изображения, описание плоскости, трехмерная реконструкция
Опубликовано: 19.06.2019

Рассмотрена задача реконструкции трехмерного пространства с использованием системы бинокулярного зрения, расположенной на мобильном роботе. Для калибровки системы бинокулярного зрения в работе использован простой метод калибровки по плоскости, имеющий высокую точность. После калибровки и исключения искажений выполнена сегментация изображений для обнаружения краев и выделения характерных точек. На основе анализа пар характерных точек на изображениях левой и правой телекамер вычислены их пространственные координаты. Для описания фрагментов помещения — локальных плоскостей — использовался метод наименьших квадратов. С помощью полученных фрагментов выполнена реконструкция трехмерного окружающего пространства. Полученные результаты проверены экспериментально.

Литература

[1] Володин Ю.С. Телевизионная система объемного зрения для управления движением мобильного робота. Автореф. дисс. … канд. тех. наук. М., 2011.

[2] Шапиро Л., Стокман Дж. Компьютерное зрение. М., Бином. Лаборатория знаний, 2006.

[3] Бай Цайянь. Система бинокулярного зрения для построения карты помещения и локализация мобильного робота. Политехнический молодежный журнал, 2018, № 11. DOI: 10.18698/2541-8009-2018-11-405 URL: http://ptsj.ru/catalog/menms/robots/405.html

[4] Михайлов Б.Б. Использование систем технического зрения для управления мобильными роботами. 10 Всеросс. Мультиконф. по проблемам управления. Ростов-на-Дону, Тагарог, Изд-во ЮФУ, 2017, с. 230–232.

[5] Dunn P.F., Davis M.P. Measurement and data analysis for engineering and science. McGraw Hill, 2005.

[6] Zhang Z. Flexible camera calibration by viewing a plane from unknown orientations. Proc. 7th IEEE Int. Conf. Computer Vision, 1999 pp. 666–673. DOI: 10.1109/ICCV.1999.791289 URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/791289

[7] Zhang Z. A flexible new technique for camera calibration. IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intell., 2000, vol. 22, no. 11, pp. 1330–1334. DOI: 10.1109/34.888718 URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/888718

[8] Gonzalez R.C., Woods R.E., Eddins S.L. Digital image processing. Prentice-Hall, 2002.

[9] Kirschvink J.L. The least-squares line and plane and the analysis of palaeomagnetic data. Geophys. J. Int., 1980, vol. 62, no. 3, pp. 699–718. DOI: 10.1111/j.1365-246X.1980.tb02601.x URL: https://academic.oup.com/gji/article/62/3/699/655282

[10] Eberly D. Least squares fitting of data by linear or quadratic structures. URL: https://www.geometrictools.com/Documentation/LeastSquaresFitting.pdf (дата обращения: 15.04.2019).