본 논문에서는 다중 RGB-D 카메라의 포인트 클라우드 정합 알고리즘을 제안한다. 일반적으로 컴퓨터 비전 분야에서는 카메라의 위치를 정밀하게 추정하는 문제에 많은 관심을 두고 있다. 기존의 3D 모델 생성 방식들은 많은 카메라 대수나 고가의 3D Camera를 필요로 한다. 또한 2차원 이미지를 통해 카메라 외부 파라미터를 얻는 기존의 방식은 큰 오차를 가지고 있다. 본 논문에서는 저가의 RGB-D 카메라 8대를 사용하여 전방위 3차원 모델을 생성하기 위해 깊이 이미지와 함수 최적화 방식을 이용하여 유효한 범위 내의 오차를 갖는 좌표 변환 파라미터를 구하는 방식을 제안한다.
CCD 사진기는 수치영상을 별도의 처리과정 없이 실시간으로 얻을 수 있기 때문에 그 효용성이 날로 증대되고 있다. 본 연구에서는 CCD 사진기의 검정을 위해서 직접선형변환식과 방사 및 편심 왜곡을 검정하기 위한 검정식을 결합한 모형식을 구성하고 3차원 실험모형을 이용해서 검정계수들을 구하였다. CCD 사진기에 의한 수치영상을 상관계수를 이용하여 정합하고 대상물의 3차원 위치를 구함으로써 근거리 사진측량에서의 CCD 사진기 활용 가능성을 확인하였다.
영상을 기반으로 하는 3차원 위치결정에서 카메라는 핵심적인 요소이며 이러한 카메라의 내부적인 특성을 제대로 결정하는 카메라 캘리브레이션 작업은 대상물의 3차원 좌표를 결정하기 위해서 필수적으로 선행되어야 할 과정이다. 본 연구에서는 캘리브레이션을 위한 체크보드의 크기와 형태에 영향을 받지 않고 반자동으로 카메라의 내부표정요소를 결정하는 방법론을 제안하였다. 제안한 방법론은 쿼터니언을 이용한 외부표정요소 추정, 캘리브레이션 타겟의 인식, 번들블록조정을 통한 내부표정요소 매개변수 결정으로 구성되어 있다. 체스보드 형태의 캘리브레이션 타겟을 이용하여 내부표정요소를 결정한 후 소규모 3차원 모형에 대한 3차원 위치를 결정하였으며 검사점을 이용한 정확도 평가를 통해서 수평위치와 수직위치 오차는 각각 약 ${\pm}0.006m$와 ${\pm}0.007m$를 얻을 수 있었다.
To reduce the secondary damage caused by leakage accidents in plant piping systems, a constant surveillance system is necessary. To ensure leaks are promptly addressed, the surveillance system should be able to detect not only the leak itself, but also the location of the leak. Recently, research to develop new methods has been conducted using cameras to detect leakage and to estimate the location of leakage. However, existing methods solely estimate whether a leak exists or not, or only provide two-dimensional coordinates of the leakage location. In this paper, a method using multiple cameras to detect leakage and estimate the three-dimensional coordinates of the leakage location is presented. Leakage is detected by each camera using MADI(Moving Average Differential Image) and histogram analysis. The two-dimensional leakage location is estimated using the detected leakage area. The three-dimensional leakage location is subsequently estimated based on the two-dimensional leakage location. To achieve this, the coordinates (x, z) for the leakage are calculated for a horizontal section (XZ plane) in the monitoring area. Then, the y-coordinate of leakage is calculated using a vertical section from each camera. The method proposed in this paper could accurately estimate the three-dimensional location of a leak using multiple cameras.
Noncontact measuring methodology of 3-dimensional profile using CCD camera are very attractive because of it's high measuring speed and its's high sensitivity. Especially, when projecting a grid pattern over the object the captured image have 3 dimensional information of the object. Projection moire extract 3-D information with another grid pattern in front of CCD camera. However phase measuring profilometry(PMP) obtain similar results without additional grid pattern. In this paper, new method for grid pattern generation system by polygonal mirror and Laser Diode. This system is applied the projection moire and the PMP.
근거리 사진측량에서 스테레오 카메라를 이용하여 3차원 위치를 결정하기 위해 카메라의 내부표정요소뿐만 아니라 카메라 간의 상호표정요소를 결정하는 카메라 캘리브레이션이 선행되어야 한다. 카메라 캘리브레이션을 수행하고 나서 시간이 흐르면 비측량용 카메라의 경우 내부적인 불안정성이나 외부적인 요인에 의해 내부표정요소와 상호표정요소가 변할 수 있다. 본 연구에서는 스테레오 카메라 안정성을 평가하기 위해 두 대의 단일 카메라와 스테레오 카메라의 안정성을 분석뿐만 아니라 검사점을 이용하여 3차원 위치 정확도를 평가하였다. 4개월간 3회의 카메라 캘리브레이션을 수행한 실험을 통해 단일 카메라의 안정성을 평가한 결과 평균제곱근오차는 ±0.001mm로 나타났으며, 스테레오 카메라의 평균제곱근오차는 ±0.012mm ~ ±0.025mm로 나타났다. 또한, 검사점을 이용한 거리정확도를 평가한 결과 ±1mm로 나타나 다시기에 걸쳐 추정한 스테레오 카메라의 내부표정요소와 상호표정요소는 안정적인 것으로 판단되었다.
We developed an accurate and reliable photogrammetric method available instead of the direct measurement method and the three-dimensional scanning method. Our research was restricted to a head on the body. Approaching three-dimensionally, we calibrated a distorted image of a photograph and got linear equations of camera beams. Then we assigned z values of landmarks in the head and obtained three-dimensional coordinates for each landmark putting those z values in linear equations of camera beams and finally could calculate measurement results from those three-dimensional coordinates. When we compared results obtained by a program, 'Venus Face Measurement(VFM)' that we had developed applying our method with results obtained by the direct measurement method, VFM showed very accurate and reliable results. In conclusion the photogrammetric method developed in this study was testified to an outstanding measurement method as a substitute for the direct measurement method and the three-dimensional scanning method.
A quantitative non-contact multi-point measurement system is proposed to the measurement of three-dimensional movement of floating vessels by using digital image processing. The instantaneous three-dimensional movement of a floating structure which is floating in a small water tank is measured by this system and its three-dimensional movement is reconstructed by the measurement results. The validity of this system is verified by position identification for spatially distributed known positional values of basic landmarks set for the camera calibration. It is expected that this system is applicable to the non-contact measurement for an unsteady physical phenomenon especially for the measurement of three-dimensional movement of floating vessels in the laboratory model test.
It is necessary to calibrate measurement systems to enhance its measurement accuracy. The visual sensing system that is presented in our previous work has to be calibrated, too. It is a multiple mirror system for three-dimensional measurement, which is composed of a camera and a series of mirrors. It is important to calibrate the positions and orientations of the mirrors relative to the camera because they have direct influence on the relationship between the image plane and the task space. This paper presents the calibration method for the visual sensing system. To confirm the measurement performance of the implemented system. its measurement accuracy in measuring the locations in three-dimensional space is investigated. A series of experiments for measuring the locations of the circle-shaped marks are performed. Experimental results show that the sensing system can be effectively used for three-dimensional measurement.
International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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제7권3호
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pp.216-220
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2007
Camera calibration in machine vision is the process of determining the intrinsic camera parameters and the three-dimensional (3D) position and orientation of the camera frame relative to a certain world coordinate system. On the other hand, Takagi-Sugeno-Kang (TSK) fuzzy system is a very popular fuzzy system and approximates any nonlinear function to arbitrary accuracy with only a small number of fuzzy rules. It demonstrates not only nonlinear behavior but also transparent structure. In this paper, we present a novel and simple technique for camera calibration for machine vision using TSK fuzzy model. The proposed method divides the world into some regions according to camera view and uses the clustered 3D geometric knowledge. TSK fuzzy system is employed to estimate the camera parameters by combining partial information into complete 3D information. The experiments are performed to verify the proposed camera calibration.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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