Новый способ калибровки активной оптической стереосистемы, состоящей из монокулярной камеры и структурированной подсветки в виде линии

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Степанов Д.Н. Новый способ калибровки активной оптической стереосистемы, состоящей из монокулярной камеры и структурированной подсветки в виде линии // Оптический журнал. 2020. Т. 87. № 4. С. 52–61. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2020-87-04-52-61

Stepanov D.N. Method of calibrating an active optical stereoscopic system that consists of a monocular camera and structured illumination in the form of a line [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2020. V. 87. № 4. P. 52–61. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2020-87-04-52-61

Ссылка на англоязычную версию:

D. N. Stepanov, "Method of calibrating an active optical stereoscopic system that consists of a monocular camera and structured illumination in the form of a line," Journal of Optical Technology. 87(4), 230-236 (2020). https://doi.org/10.1364/JOT.87.000230

Аннотация:

Статья посвящена разработке и исследованию способа калибровки активной стереосистемы, состоящей из монокулярной камеры и источника структурированной подсветки в виде линии. Главная особенность предложенного способа: использование стандартного калибровочного паттерна «шахматная доска» в качестве основного и единственного оборудования, необходимого для калибровки. Проведено экспериментальное исследование предложенного способа калибровки на реальных данных в задаче вычисления расстояния до объектов, наблюдаемых камерой и подсвеченных проектором. Результаты экспериментов, а также теоретические выкладки подтверждают возможность применения предложенного способа калибровки для систем 3D моделирования и определения расстояния до объектов окружающей обстановки.

Ключевые слова:

трёхмерное моделирование, калибровка, структурированная подсветка, видеокамера, определение расстояния, активная стереосистема

Коды OCIS: 150.1488, 150.5670, 100.6890, 120.4820, 100.2960, 150.0155

Список источников:

1. Geng J. Structured-light 3d surface imaging: a tutorial // Advances in Optics and Photonics. 2011. V. 3. № 2. P. 128–160.
2. Bradski G., Kaehler A. Learning OpenCV. Sebastopol, CA: O’Reilly Media, Inc., 2008. 576 p.
3. Zhang. Z. A flexible new technique for camera calibration // IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence. 2000. V. 22. № 11. P. 1330–1334.
4. Falcao G., Hurtos N., Massich J. Plane-based calibration of a projector-camera system // VIBOT Master 2008 / Le Creusot, France, 2008. P. 1–12.
5. Sadlo F., Weyrich T., Peikert R. et al. A practical structured light acquisition system for point-based geometry and texture // Proceedings Eurographics/IEEE VGTC Symposium Point-Based Graphics, 2005 / Ed. by Pauly M., Zwicker M., Alexa M., Rusinkiewicz S. Aire-la-Ville, Switzerland: Eurographics Associations, 2005. P. 89–145.
6. Audet S., Okutomi M. A user-friendly method to geometrically calibrate projector-camera systems // 2009 IEEE Computer Society Conference on Computer Vision and Pattern Recognition Workshops / Ed. by Pantic M., Cohn J., Turk M., Huang T.S. USA: IEEE, 2009. P. 47–54.
7. Zhang S., Huang P.S. Novel method for structured light system calibration // Optical Engineering. 2006. V. 45. № 8. P. 1–8.
8. Li Z., Shi Y., Wang C. et al. Accurate calibration method for a structured light system // Optical Engineering. 2008. V. 47. № 5. P. 1–9.
9. Pribanić T., Cifrić I., Cifrek M. et al. Simplified light plane determination during structured light scanning // Automatika. 2006. V. 47. № 3–4. P. 141–147.
10. Zheng F., Kong B. Calibration of linear structured light system by planar checkerboard // International Conference on Information Acquisition, 2004. Proceedings. / Ed. by Mei T., Tarn T.J., Meng M, Wang Z., Ge Y., Szu H. Piscataway, N.J., USA: IEEE, 2004. P. 344–346.
11. Chen T., Sun L., Zhang Q. et al. Field geometric calibration method for line structured light sensor using single circular target // Scientific Programming. 2017. V. 2017. Article ID 1526706. P. 1–8.
12. Давыденко Е.В., Приоров А.Л. Калибровка положения видеокамеры в задаче оптической лазерной триангуляции // Цифровая обработка сигналов. 2009. № 3. С. 16–20.
13. Фурса М.В. Реконструкция сложных трехмерных объектов методом структурированного освещения // Автометрия. 2008. Т. 44. № 1. С. 118–126.
14. Коротаев В.В., Джамийков Т.С., Нгуен Х.В. и др. Метод определения пространственных координат в активной стереоскопической системе // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2014. Т. 6. № 94. С. 48–53.
15. Orlandi J.G.N., Amaral P.F.S. Generation of orthorectified range images for robots using monocular vision and laser stripes // Latin American Applied Research. 2008. V. 38. № 1. P. 27–33.
16. Garbat P., Skarbek W., Tomaszewski M. Structured light camera calibration // Opto-Electronics Review. 2013. V. 21. № 1. P. 23–38.
17. Скворцов Б.В., Черных А.В., Малышева-Стройкова А.Н. Фотопроекционный метод измерения геометрических параметров объектов сложной формы // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2016. Т. 18. № 4–6. С. 1242–1249.
18. Косова А.В., Попков А.И. Построение плана замкнутого пространства с использованием компьютерного зрения и структурированной подсветки // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. 2015. № 2(36). С. 33–37.
19. Skotheim Ø, Couweleers F. Structured light projection for accurate 3D shape measurement // Advances in experimental mechanics: proceedings of the 12th International Conference on Experimental Mechanics / Ed. by Pappalettere C. Milano, Italia: McGraw-Hill, 2004. P. 1–9.