a. hosseini naveh ahmadabadian
-
ترکیب فاصله یاب و دوربین کاربرد زیادی در حوزه رباتیک، نقشه برداری و خودروهای خودران جهت تهیه نقشه و برداشت اطلاعات رنگ و بافت اشیاء دارد. برای تلفیق داده های فاصله یاب و دوربین، باید این دو سنسور بادقت زیادی نسبت به هم کالیبره شوند، یعنی بردار انتقال و ماتریس دوران آن ها نسبت به هم مشخص باشد. در این تحقیق، سه روش مختلف برای کالیبراسیون خارجی فاصله یاب و دوربین ارایه شده است. در فرآیند کالیبراسیون با استفاده از ابرنقطه سه بعدی و ابرنقطه دوبعدی، توپ های پینگ پنگ به عنوان تارگت های مشترک که در داده های دوربین و فاصله یاب قابل شناسایی هستند، استفاده می شود. در روش کالیبراسیون با استفاده از ابرنقطه سه بعدی، با استفاده از ابر نقطه تولیدشده از تستفیلد در ایستگاه اصلی و انجام باندلاجسمنت با استفاده از مجموعه تصاویر گرفته شده از تستفیلد، پارامترهای کالیبراسیون محاسبه می شود. در این روش، ابرنقطه سه بعدی از ترکیب داده های فاصله یاب دوبعدی و سروموتور به دست می آید. از طرف دیگر، با استفاده از تصاویر گرفته شده از تستفیلد و تکنیک باندلاجسمنت، موقعیت توپ ها در مدل فتوگرامتری به دست می آید. روش دوم مشابه روش اول است با این تفاوت که به جای ابرنقطه سه بعدی از ابرنقطه دوبعدی استفاده شده است. در روش اول و دوم مختصات مراکز توپ های پینگ پنگ در دو سیستم مختصات مختلف در دسترس است؛ بنابراین، ارتباط بین دو سیستم مختصات با معادلات کانفرمال سه بعدی به دست می آید. در روش سوم با استفاده از هرم ایجادشده در گوشه اتاق و حل مسیله perspective-three-point، پارامترهای کالیبراسیون فاصله یاب دوبعدی در ایستگاه اصلی نسبت به تستفیلد فقط با یک اسکن محاسبه می شود. پارامترهای کالیبراسیون دوربین ایستگاه اصلی نسبت به تستفیلد از طریق باندلاجسمنت و معادلات کانفرمال سه بعدی محاسبه می شود. در آخر، پارامترهای کالیبراسیون فاصله یاب نسبت به دوربین به دست می آید. باتوجه به RMSE محاسبه شده برای نقاط چک، به ترتیب کالیبراسیون با استفاده از ابرنقطه سه بعدی، کالیبراسیون با استفاده از گوشه اتاق و کالیبراسیون با استفاده از ابرنقطه دوبعدی بیشترین دقت را داشتند.
کلید واژگان: فاصله یاب دوبعدی, کالیبراسیون خارجی فاصله یاب و دوربین, دوربین, باندل اجسمنت, Perspective-Three-PointThe combination of 2D laser rangefinder(LRF) and camera has many application in robotics, mapping,self-driving vehicles to map and capture color and texture information of objects. to fuse LRF and camera’s data, these sensors must be carefully calibrated related to each other. Extrinsic calibration between a LRF and camera is often performed by common features. Therefore extrinsic calibration between LRF and camera is necessary process. Extrinsic calibration between a Camera and a LRF is often performed by common features in data captred by two sensors. In this research, three difrent methods for extrinsic calibration between a LRF and a camera using photogrammetric control field and ping pong balls are presented. In calibration process using 3D and 2D point clouds,ping pong balls are used as common targets that can be identified in the camera and LRF data. In calibration using the 3D point clouds, the calibration parameters are calculated using the point clouds generated from the test field at the main station and performing the bundel adjusment using a set of images taken from the control field. In this method, a 3D point cloud is obtained from combination of 2D LRF and servo motor data. The 2D LRF is connected to the servo motor by a gimbal so that the extension of the servo motor shaft pass through the center of the LRF. The LRF rotation is measured by the encoder in the servo motor, and by rotating the LRF, all 2D scans at a station can be registered relative to each other. On the other hand, through images taken from the control field and bundel adjusment technoque, the position of the balls in the photogrammetric model is obtained. The second method is similar to the first method,except that a 2D point cloud is used instead of a 3D point cloud. In the first and second methods, the coordinates of the centers of ping pong balls are available in two different coordinate systems, so the relationship between the two coordinate systems with the 3D conformal equation is obtained. In the third method, through the pyramid created in the corner of the room and solving the perspective-three-point problem, the 2D LRF calibration parameters at the main station relative to the control field are calculated with just one scan. The calibration parameters of camera in the main station relative to the control field are calculated using bundel adjusment and 3D conformal equations. Finally, the calibration parameters of the LRF relative to the camera are obtained. According to the RMSE calculated for checkpoints, calibration using 3D point cloud,calibaration using room corner and calibration using 2D point cloud were the most accurate, respectively.
Keywords: 2D Laser Range Finder, Camera, Extrinsic Calibration between LRF, Bundel Adjusment
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.