Στόχος της εργασίας και ιδιαιτερότητες του προβλήματος



Σχετικά έγγραφα
ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ & ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ

Ψηφιοποίηση και Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνας

ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΤΟΥ ΙΧΝΟΥΣ ΤΗΣ ΟΠΤΙΚΗΣ ΑΝΑΖΗΤΗΣΗΣ: ΜΙΑ ΜΕΘΟΔΟΣ ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗΣ ΤΗΣ ΕΠΙΛΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΤΗΣ ΟΠΗΣ ΩΣ ΒΑΣΙΚΟΥ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΟΥ ΤΟΥ ΣΧΗΜΑΤΟΣ

ΧΡΗΣΗ ΝΕΩΝ ΟΠΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΜΕΘΟΔΩΝ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΝΤΙΓΡΑΦΗ ΤΡΙΣΔΙΑΣΤΑΤΩΝ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΩΝ ΣΤΕΦΑΝΙΑ ΧΛΟΥΒΕΡΑΚΗ 2014

Διπλωματική Εργασία του φοιτητή του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών

Γ ΚΟΙΝΟΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ ΣΤΗΡΙΞΗΣ

Τεχνολογία Ψυχαγωγικού Λογισμικού και Εικονικοί Κόσμοι Ενότητα 4η - 3Δ γραφικά

Γραφικά Υπολογιστών: Προοπτικές Προβολές (Perspective Projections)

Η διαδικασία Παραγωγής Συνθετικής Εικόνας (Rendering)

Επίγειοι σαρωτές Laser - TLS

Τηλεπισκόπηση - Φωτοερμηνεία

ΚΑΤΕΡΓΑΣΙΑ ΔΟΚΙΜΙΩΝ ΜΙΚΡΗΣ ΚΛΙΜΑΚΑΣ ΜΕ ΧΑΡΑΞΗ ΜΕ LASER

ΤΕΧΝΙΚΗ ΑΝΑΦΟΡΑ Βελτίωση τεχνικών ψηφιοποίησης και μοντελοποίησης

Τηλεπισκόπηση - Φωτοερμηνεία

Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνας Γεωμετρικές Διορθώσεις

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΡΟΣ ΙΟΡΙΣΜΟΥ ΣΗΜΕΙΩΝ ΣΤΟ ΧΩΡΟ. Konstantinos Lakakis, Associate Professor Faculty of Engineering, School of Civil Engineering, A.U.Th.

Τεχνητή Νοημοσύνη ΙΙ. Ενότητα 4: Αντίληψη. Μουστάκας Κωνσταντίνος Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών

ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΟΡΑΣΗ. Όταν ένα ρομπότ κινείται σε άγνωστο χώρο ή σε χώρο που μπορεί να αλλάξει η διάταξή του τότε εμφανίζεται η ανάγκη της όρασης μηχανής.

Βαθμονόμηση κάμερας Camera Calibration. Κ Δελήμπασης 1

Εξαγωγή µετρητικής πληροφορίας

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΦΩΤΟΓΡΑΜΜΕΤΡΙΑΣ. Βασίλης Γιαννακόπουλος, Δρ. Δασολόγος

ιαφάνειες μαθήματος "Φωτογραμμετρία ΙΙΙ" (0) Γ. Καρράς_12/2011

ΣΧΕ ΙΑΣΜΟΣ ΚΟΠΤΙΚΩΝ ΕΡΓΑΛΕΙΩΝ ΜΕΤΑΒΛΗΤΗΣ ΓΕΩΜΕΤΡΙΑΣ

Στο προοπτικό ανάγλυφο για τη ευθεία του ορίζοντα χρησιμοποιούμε ένα δεύτερο κατακόρυφο επίπεδο Π 1

Εξαγωγή µετρητικής πληροφορίας

Εξαγωγή µετρητικής πληροφορίας

University of Cyprus. Σχεδιασμός Οπτικών Συστημάτων (Απεικόνιση) ό

ΕΙΚΟΝΙΚΑ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΑ ΜΠΟΛΙΕΡΑΚΗ ΚΛΕΑΝΘΗ

ΤΡΙΣΔΙΑΣΤΑΤΗ ΑΝΑΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΧΩΡΟΥ ΑΠΟ ΕΝΑ ΜΙΚΡΟ ΑΡΙΘΜΟ ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΩΝ

Εκτίμηση της κίνησης μιας κάμερας χειρός από την προσληφθείσα ακολουθία εικόνων

Απαραίτητες αφού 3Δ αντικείμενα απεικονίζονται σε 2Δ συσκευές. Θέση παρατηρητή. 3Δ Μετασχ/σμός Παρατήρησης

Γεωμετρικές Σκιές. Θ. Θεοχάρης Ι. Κακαδιάρης - Γ. Πασσαλής

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΟΠΤΙΚΩΝ ΟΡΓΑΝΩΝ

3D OBJECT SCANNING USING ACTIVE SENSOR TECHNOLOGIES

ΝΙΚΟΣ ΤΑΣΟΣ. Αλγ ε β ρ α. Γενικής Παιδειασ

Οδηγίες σχεδίασης στο περιβάλλον Blender

ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚH ΓΙΑ ΤΗΝ ΤEΧΝΗ Η ΕΞAΜΗΝΟ

Τυπικά θέματα εξετάσεων. ΠΡΟΣΟΧΗ: Οι ερωτήσεις που παρατίθενται ΔΕΝ καλύπτουν την πλήρη ύλη του μαθήματος και παρέχονται απλά ενδεικτικά

Δομουχτσίδης Σταύρος Ζαφειρούλη Κασσιανή

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. ΠΡΟΛΟΓΟΣ... vii ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ... ix ΓΕΝΙΚΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ... xv. Κεφάλαιο 1 ΓΕΝΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΑΠΟ ΤΗ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ

Αποτυπώσεις Μνημείων και Αρχαιολογικών Χώρων

7.1 ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΗΣ ΕΣΤΙΑΚΗΣ ΑΠΟΣΤΑΣΗΣ ΦΑΚΩΝ

ΚΛΕΙΣΤΟ ΚΥΚΛΩΜΑ ΤΗΛΕΟΡΑΣΗΣ

ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΤΕΧΝΗΤΗ ΟΡΑΣΗ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΠΟΛΥΜΕΣΩΝ ΚΑΙ ΓΡΑΦΙΚΩΝ

Παρουσίαση Νο. 4 Ψηφιακή Καταγραφή Εικόνας

Ειδικά Θέµατα Υπολογιστικής Όρασης & Γραφικής. Εµµανουήλ Ζ. Ψαράκης & Αθανάσιος Τσακαλίδης Πολυτεχνική Σχολή Τµήµα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής

ΑΝΤΙΠΡΟΣΩΠΕΙΕΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΓΕΩΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

ΣΧΟΛΙΑ ΕΠΙ ΤΗΣ 3ης ΔΙΑΒΟΥΛΕΥΣΗΣ ΧΕΙΡΟΥΡΓ. ΠΡΟΒΟΛΕΑ Posted by Draeger Hellas A.E Sep :52

ΑΥΤΟΝΟΜΟΙ ΠΡΑΚΤΟΡΕΣ ΠΛΗ 513

Στην ουσία η Φωτογραµµετρία: Χ, Υ, Ζ σηµείων Γραµµικό σχέδιο Εικονιστικό προϊόν

ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 11: Περίθλαση Ακτίνων-Χ και Νετρονίων από Κρυσταλλικά Υλικά

Ένα παιχνίδι των πολυγώνων

ισδιάστατοι μετασχηματισμοί ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ισδιάστατοι γεωμετρικοί μετασχηματισμοί

Οπτική Επικοινωνία 4 - Α.Ε Προτεινόμενες ρυθμίσεις V-Ray 3.4 για Rhino. Υλικά

Λίγα λόγια για τους συγγραφείς 16 Πρόλογος 17

Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας. Πολυτεχνική Σχολή ΘΕΜΑΤΙΚΗ : ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΕΙΚΟΝΑΣ

ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗΣ ΑΕΡΟΣΩΜΑΤΙ ΙΑΚΗΣ ΡΥΠΑΝΣΗΣ ΣΕ ΣΧΕ ΟΝ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟ ΧΡΟΝΟ

Φωτογραφική μηχανή - Αρχή λειτουργίας.

Σημαντικές χρονολογίες στην εξέλιξη της Υπολογιστικής Τομογραφίας

Διπλωματική Εργασία του φοιτητή του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών

Βαθυμετρία από οπτικούς αισθητήρες UAV. Δ. Σκαρλάτος και Π. Αγραφιώτης

Μετάδοση Πολυμεσικών Υπηρεσιών Ψηφιακή Τηλεόραση

Μηχανολογικό Σχέδιο με τη Βοήθεια Υπολογιστή. Γεωμετρικός Πυρήνας Παραμετρική Σχεδίαση

iii ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Πρόλογος

Εισαγωγή Αλγόριθµοι Αποτελέσµατα Επίλογος Ορισµός του Προβλήµατος Ευθυγράµµιση : Εύρεση ενός γεωµετρικού µετασχηµατισµού που ϕέρνει κοντά δύο τρισδιάσ

ΒΑΡΥΤΗΤΑ. Το μέτρο της βαρυτικής αυτής δύναμης είναι: F G όπου M,

Φωτογραμμετρία II Ψηφιακή εικόνα. Ανδρέας Γεωργόπουλος Καθηγητής Ε.Μ.Π.

Μάθημα 8 ο. Ανίχνευση Ακμών ΤΜΗΥΠ / ΕΕΣΤ 1

Σχεδιαστικά Προγράμματα Επίπλου

Μάθημα 8 ο. Ανίχνευση Ακμών ΤΜΗΥΠ / ΕΕΣΤ 1

Γραφική επίλυση γραμμικού συστήματος με δύο αγνώστους.

5/3/2010. A. Στη δηµιουργία του στερεοσκοπικού µοντέλουέ B. Στη συσχέτισή του µε το γεωδαιτικό σύστηµα

ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΟΡΑΣΗΣ ΜΕ ΔΥΟ ΚΑΜΕΡΕΣ ΚΑΙ ΑΝΙΧΝΕΥΣΗ ΒΑΘΟΥΣ ΜΕ ΤΗ ΒΟΗΘΕΙΑ ΣΤΕΡΕΟΣΚΟΠΙΚΟΥ ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΥ

ΑΝΑΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΤΡΙΣΔΙΑΣΤΑΤΟΥ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟΥ ΜΕ ΤΗΝ ΒΟΗΘΕΙΑ ΔΟΜΗΜΕΝΟΥ ΦΩΤΟΣ

ΑΞΟΝΟΜΕΤΡΙΑ. Εισαγωγή

Ασκήσεις Φροντιστηρίου «Υπολογιστική Νοημοσύνη Ι» 5 o Φροντιστήριο

Αποτυπώσεις Μνημείων και Αρχαιολογικών Χώρων

Τεχνικές Μείωσης Διαστάσεων. Ειδικά θέματα ψηφιακής επεξεργασίας σήματος και εικόνας Σ. Φωτόπουλος- Α. Μακεδόνας

Επεξεργασία Χαρτογραφικής Εικόνας

Φωτογραμμετρία ΙΙ Προσανατολισμοί φωτογραμμετρικώνεικόνων (Υπενθύμιση βασικών εννοιών- Αλγοριθμική προσέγγιση)

Τηλεπισκόπηση - Φωτοερμηνεία

ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΕΠΑΥΞΗΜΕΝΗΣ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΓΙΑ ΔΙΑΔΡΑΣΤΙΚΟΥΣ ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΟΥΣ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΥΣ ΤΡΙΣΔΙΑΣΤΑΤΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ CAD

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΔΙΑΤΜΗΜΑΤΙΚΟ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ «ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΣΗΜΑΤΩΝ ΚΑΙ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ: ΘΕΩΡΙΑ, ΥΛΟΠΟΙΗΣΕΙΣ, ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ»

Κεφάλαιο 8. Οπτικοποίηση Απαλοιφή

Γραφικά Υπολογιστών: Ανίχνευση Ακτίνας (φωτός) (ray tracing)

Εικόνα. Τεχνολογία Πολυμέσων και Πολυμεσικές Επικοινωνίες 05-1

Περιεχόμενα. Δομές δεδομένων. Τεχνικές σχεδίασης αλγορίθμων. Εισαγωγή στον προγραμματισμό. Υποπρογράμματα. Επαναληπτικά κριτήρια αξιολόγησης

Μάθημα: Μηχανική Όραση

Μεταπτυχιακό Πρόγραμμα «Γεωχωρικές Τεχνολογίες» Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνας. Εισηγητής Αναστάσιος Κεσίδης

ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΚΑΛΟΥΠΙΟΥ ΜΕ ΚΑΤΕΡΓΑΣΙΑ ΦΡΑΙΖΑΡΙΣΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΠΑΡΑΛΛΗΛΗ ΑΠΟΠΕΡΑΤΩΣΗ ΜΕ ΧΑΡΑΞΗ ΜΕ LASER

Η γνώση του αναγλύφου

Μαρία Ν. Σκιαδά & Γιώργος Ν. Φώτης

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑΤΑ. του. κατ εξουσιοδότηση κανονισμού της Επιτροπής

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ 5 ο εξάμηνο

Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή.

ΦΩΤΟΓΡΑΜΜΕΤΡΙΑ ΙΙ ΕΠΑΝΑΛΗΨΗ. Ανδρέας Γεωργόπουλος Καθηγητής Ε.Μ.Π.

Προγραμματισμός Η/Υ. Αλγόριθμοι. ΤΕΙ Ιονίων Νήσων Τμήμα Τεχνολόγων Περιβάλλοντος Κατεύθυνση Τεχνολογιών Φυσικού Περιβάλλοντος

ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ. Τµήµα Ηλεκτρονικών Μηχανικών & Μηχανικών Υπολογιστών. ιπλωµατική Εργασία

Transcript:

ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΟΠΤΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΠΡΟΣΑΡΜΟΣΤΙΚΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ ΚΑΤΕΡΓΑΣΙΑΣ ΥΛΙΚΩΝ Κουλουμέντας Παναγιώτης Σχολή Ηλεκτρονικών Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών Χανιά,Νοέμβριος 2014 Επιτροπή: Ζερβάκης Μιχάλης (επιβλέπων) Αντωνιάδης Αριστομένης(επιβλέπων) Μπάλας Κωνσταντίνος DISPLAY ΧΑΝΙΑ, ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2014 1 Στόχος της εργασίας και ιδιαιτερότητες του προβλήματος Ανάπτυξη τρισδιάστατου σαρωτή για χρήση προσαρμοστικού φρεζαρίσματος αντικειμένων Υλοποίηση του αλγορίθμου τρισδιάστατης ανακατασκευής από στερεοσκοπικές φωτογραφίες Συγκριτική μελέτη των μεγεθών που επηρεάζουν τα αποτελέσματα της ανακατασκευής Ακριβής ορισμός της εγκατάστασης του οπτικού συστήματος DISPLAY ΧΑΝΙΑ, ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2014 2

Στόχος της εργασίας και ιδιαιτερότητες του προβλήματος Λήψη εικόνων από τις δύο κάμερες Εντοπισμός της χρήσιμης πληροφορίας του λέιζερ με τη τεχνική της εύρεσης του κεντρικού σημείου Εντοπισμός της χρήσιμης πληροφορίας του λέιζερ με τη τεχνική της εύρεσης του κέντρου βάρους Τεχνική της τρισδιάστατης ανακατασκευής Σύγκριση των μεθόδων εύρεσης της πληροφορίας λέιζερ DISPLAY ΧΑΝΙΑ, ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2014 Στόχος της εργασίας και ιδιαιτερότητες του προβλήματος Τεχνική τρισδιάστατης ανακατασκευής Επιλογή της βέλτιστης απόστασης των καμερών από το δοκίμιο Επιλογή της βέλτιστης απόστασης των καμερών Μελέτη των αποτελεσμάτων σχετικά με τη θέση σε μια περιοχή γύρω από το οπτικό κέντρο της κάμερας Πρόταση μεθοδολογίας για τη βέλτιστη τρισδιάστατη ανακατασκευή DISPLAY ΧΑΝΙΑ, ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2014 4

Προηγούμενες μελέτες και προβλήματα αυτών (Μέθοδοι Εύρεσης Βάθους) ομή από Κίνηση (Structure from Motion) (ταυτόχρονη εκτίμηση της 3 δομής και της 3 θέσηςτων καμερών από αντιστοιχίες εικόνων) Σχήμα από Σκίαση (Shape from Shading) Βάθος από Εστίαση (Range from Focus) Βάθος από Μη Εστίαση (Depth from Defocus) Σχήμα από Υφή (Shape from Texture) Στερεοσκοπική Όραση(Stereo Vision) m1 DISPLAY ΧΑΝΙΑ, ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2014 5 ιαφάνεια 5 m1 Anafores???? michalis; 20/11/2014

Προηγούμενες μελέτες και προβλήματα αυτών Στερεοσκοπική Όραση(Stereo Vision) Απαιτούνται τουλάχιστον δύο κάμερες Η δεύτερη κάμερα είναι μετατοπισμένη κατά μια πλευρική μετατόπιση σε σχέση με την πρώτη Αποτελεί προσομοίωση του οπτικού συστήματος των ματιών του ανθρώπου που έχει την ικανότητα να αντιλαμβάνεται τα τρισδιάστατα χαρακτηριστικά του περιβάλλοντος Η διαφορά της θέσης των αναγνωρισμένων σημείων της σκηνής στις εικόνες υπάρχει λόγω της διαφορετικής θέσης που έχουν οι κάμερες στον χώρο ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑ ισχυρή τεχνική λόγω κυρίως της απαίτησης να υπάρχει συγκεκριμένη διάταξη των δύο καμερών ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑ Σφάλματα αντιστοίχησης των σημείων DISPLAY ΧΑΝΙΑ, ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2014 6 Προηγούμενες μελέτες και προβλήματα αυτών Χαρακτηριστικά των καμερών(i) Το προοπτικό μοντέλο προβολής που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία της εικόνας μέσα από αισθητήρα όρασης, ονομάζεται μοντέλο κάμερας μικρής οπής (pinhole camera model) Παράμετροι βαθμονόμησης Eνδογενείς παράμετροι (intrinsic parameters) Παράμετροι που καθορίζουν τη σχέση μεταξύ ενός σημείου εικόνας και του οπτικού άξονα της κάμερας Eξωγενείς παράμετροι (extrinsic parameters) η θέση και ο προσανατολισμός της κάμερας DISPLAY ΧΑΝΙΑ, ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2014 7

Προηγούμενες μελέτες και προβλήματα αυτών Χαρακτηριστικά των καμερών(ii) Εστιακό μήκος: Η απόσταση f του κέντρου προβολής από το εικόνας ιαστάσεις εκονοστοιχείων: Οι δισδιάστατες διαστάσεις ενός pixel της εικόνας. Τα sx, sy που είναι οι διαστάσεις των εικονοστοιχείων είναι μεγέθη που δίνονται από τον κατασκευαστή DISPLAY ΧΑΝΙΑ, ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2014 8 Προηγούμενες μελέτες και προβλήματα αυτών Η επιπολική γεωμετρία Ορισμός: Η επιπολική γεωμετρία ανάμεσα σε δύο διαδοχικές λήψεις μίας φωτογραφικής κάμερας, ορίζεται ως η γεωμετρία της τομής των επιπέδων των δύο εικόνων με το σύνολο των επιπέδων που έχουν τη γραμμή η οποία συνδέει τα κέντρα των δύο καμερών (των δύο θέσεων της κάμερας) σαν άξονα περιστροφής. Η μελέτη ξεκινά από το γεγονός ότι κάθε σημείο του χώρου που προβάλλεται σε δύο λήψεις ορίζει μαζί με τις δύο προβολές του ένα Χρηστική αξία της επιπολικής γεωμετρίας: Θεωρούμε ένα σημείο X στον τρισδιάστατο χώρο, το οποίο προβάλλεται σε δύο λήψεις. Στην πρώτη λήψη στο σημείο q1 και στη δεύτερη λήψη στο σημείο q2. Αυτό το οποίο καλούμαστε να μελετήσουμε είναι η σχέση που διέπει τα δύο σημεία των εικόνων q1 και q2 DISPLAY ΧΑΝΙΑ, ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2014 9

Τεχνικές επεξεργασίας Συγκριτική μελέτη δύο τεχνικών για τον εντοπισμό της γραμμής λέιζερ από τις εικόνες που λαμβάνονται από τις δύο κάμερες και για τον εντοπισμό της χρήσιμης πληροφορίας της γραμμής λέιζερ 1. Τεχνική εύρεσης μέγιστου αθροίσματος 2. Η τεχνική του κέντρου της βαρύτητας (Center Of Gravity) Αντιστοίχιση pixel by pixel 3D ανακατασκευή της εικόνας DISPLAY ΧΑΝΙΑ, ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2014 10 Τεχνικές επεξεργασίας DISPLAY ΧΑΝΙΑ, ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2014 11

Τεχνικές επεξεργασίας (X 1,Y 1,f) f OC1 (X,Y,Z) (X 2,Y 2,f) f OC2 t = L / (X1 X2 +L) X = X1 *t Y = Y1 *t Z = f*t DISPLAY ΧΑΝΙΑ, ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2014 12 ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΟΜΗ ΤΗΣ ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑΣ Συνοπτική περιγραφή του οπτικού συστήματος και των συστατικών μερών του Εύρεση της βέλτιστης δυνατής εγκατάστασης για την καλύτερη δυνατή τρισδιάστατη ανακατασκευή Υλοποίηση του αλγόριθμου τριασδιάστατης ανακατασκευής DISPLAY ΧΑΝΙΑ, ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2014 13

Προτεινόμενη Μεθοδολογία και προβλήματα που επιλύει Το οπτικό σύστημα αποτελείται από τουλάχιστον 2 κάμερες CCD(Charge Coupled Devises) prosilica GC1020 της ALLIED Οι κάμερες έχουν μέγιστη ανάλυση 1024x768 εικονοστοιχεία / εικόνα ιαστάσεις εικονοστοιχείου(sx = sy = 4.65μm) Επίσης αποτελείται από ένα προβολέα γραμμής λέιζερ αλφάδι της. DISPLAY ΧΑΝΙΑ, ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2014 14 Προτεινόμενη Μεθοδολογία και προβλήματα που επιλύει Πλεονεκτήματα CCD καμερών Επειδή οι κάμερες είναι υψηλής ανάλυσης μπορούν και εστιάζουν εντός ενός σχετικά μικρού πεδίου γύρω από το οπτικό κέντρο της κάμερας, δίνοντας όμως πιο πολύ λεπτομέρεια Μειονεκτήματα CCD καμερών Αυτή η ιδιότητα των CCD καμερών έχει σαν αποτέλεσμα να έχουμε καλύτερα, όπως αναφέρθηκε αποτελέσματα στην ανακατασκευή, αλλά δημιουργεί και κάποια προβλήματα τα οποία αφορούν τις αποστάσεις των καμερών από το δοκίμιο, και τις αποστάσεις των καμερών μεταξύ τους Πλεονεκτήματα προβολέα λέιζερ Είναι οικονομικός σε σχέση με άλλους προβολείς λέιζερ που προορίζονται για χρήση τρισδιάστατης οπτικοποίησης αντικειμένων Μεινοκτήματα προβολέα λέιζερ Ο προβολέας γραμμής laser που χρησιμοποιήθηκε είναι ένας κλασσικός προβολέας του εμπορίου, με χρηστική αξία αλφαδιού. Αυτό δημιούργησε κάποια προβλήματα όσον αφορά την εγκατάσταση του οπτικού συστήματος. Συγκεκριμένα ο προβολέας laser πρέπει να είναι τοποθετημένος σε επιφάνεια παράλληλη με το έδαφος Η ένταση της γραμμής λέιζερ, ήταν αρκετά μεγάλη, και μάλιστα ήταν σταθερή. Αυτό σημαίνει ότι δεν υπήρχε δυνατότητα μεταβολής της DISPLAY ΧΑΝΙΑ, ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2014 15

Προτεινόμενη Μεθοδολογία: Απόσταση καμερών Όσο πιο μεγάλη είναι η απόσταση των καμερών τόσο μεγαλύτερες διαφορές εντοπίζονται στα αντίστοιχα σημεία. Περιπτώσεις σάρωσης με βάση τη γεωμετρία του αντικειμένου Όταν η γεωμετρία του αντικειμένου δεν επιτρέπει στους αισθητήρες στη μέγιστη απόσταση να αντλήσουν την πληροφορία στο σύνολό της, τότε επιβάλλεται να μειωθεί η απόσταση των καμερών. Συνδυασμός Λήψης ζευγών ανά DISPLAY ΧΑΝΙΑ, ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2014 16 Προτεινόμενη Μεθοδολογία: Απόσταση από το Δοκίμιο Η απόσταση των καμερών από το δοκίμιο Η απόσταση των καμερών από το δοκίμιο παίζει λόγο στην ακρίβεια των αποτελεσμάτων για την εύρεση του βάθους του κάθε σημείου: όσο μεγαλώνει η απόσταση των καμερών από το δοκίμιο, το οπτικό πεδίο της κάθε κάμερας, συμπεριλαμβάνει περισσότερο χώρο από το δοκίμιο. Συμπέρασμα Για οικονομία στη μεθοδολογία συμφέρει η μεγάλη απόσταση αφού με λιγότερες εφαρμογές της μεθοδολογίας μπορεί να επιτευχθεί ολοκληρωμένα η σάρωση του δοκιμίου DISPLAY ΧΑΝΙΑ, ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2014 17

Προτεινόμενη Μεθοδολογία: Ανάγκη Πολλαπλών οπτικών επιπέδων (Πρόβλημα) Τα σημεία Α,Β που σαρώνονται από τον προβολέα γραμμής λέιζερ, βρίσκονται εντός του οπτικού πεδίου όλων των καμερών και των δύο επιπέδων. Παρ όλα αυτά οι κάμερες του οπτικού συστήματος1 εντοπίζουν το σημείο Β ενώ το σημείο Α δεν εντοπίζεται από το εν λόγω οπτικό σύστημα. Αντίστοιχα, οι κάμερες του οπτικού συστήματος2 εντοπίζουν το σημείο Β ενώ το Α δεν εντοπίζεται από το εν λόγω οπτικό σύστημα DISPLAY ΧΑΝΙΑ, ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2014 18 Προτεινόμενη Μεθοδολογία: Πολυ σάρωμα του δοκιμίου Πολυ σάρωμα του δοκιμίου DISPLAY ΧΑΝΙΑ, ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2014 19 (Λύση) Το πρόβλημα της προηγούμενης διαφάνειας μπορεί να επιλυθεί προσθέτοντας άλλο ένα οπτικό σύστημα ανάμεσα στα δύο οπτικά συστήματα που φαίνονται στο σχήμα, το οποίο μεταξύ των άλλων θα εντοπίζει τα σημεία Α και Β Συμπεράσματα: Είναι ζητούμενο πως τα, προς επεξεργασία, σημεία του δοκιμίου θα βρεθούν σε μια μικρή περιοχή γύρω από το οπτικό κέντρο των αισθητήρων των οπτικών συστημάτων των επιπέδων, προκειμένου να σαρωθούν κατά το δυνατό περισσότερα σημεία Ο αριθμός των επιπέδων δεν εξαρτάται μόνο από το μέγεθος του δοκιμίου αλλά και από την γεωμετρία του

Προτεινόμενη Μεθοδολογία: Αναπαράστασή της με ολοκληρωμένο διάγραμμα ροής Τοποθέτηση των καμερών στη μέγιστη δυνατή απόσταση Τοποθέτηση του οπτικού συστήματος των δύο σετ των καμερών σε απόσταση z = 1060μμ από το δοκίμιο Τεχνική τρισδιάστατης ανακατασκευής Τοποθέτηση σετ καμερών σε άλλο Στο είναι το πρώτο σετ καμερών Έχει σαρωθεί όλο το δοκίμιο; Τοποθέτηση δεύτερου σετ καμερών ΤΕΛΟΣ Τοποθέτηση 2 ου σετ καμερών ανάλογα με τη γεωμετρία του σχήματος DISPLAY ΧΑΝΙΑ, ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2014 20 Αποτελέσματα(Ι) Τα output των καμερών, η διαδικοποίηση της εικόνας και η εκτίμηση της γραμμής λέιζερ με την τεχνική του κεντρικού σημείου και η αντιστοίχιση των σημείων show one pixel laser line from onelinedetection algorithm to apotelesma tis grammis laser apo tin texniki Center of Gravity Putative point matches Άντληση της πληροφορίας με με την τεχνική κεντρικού σημείου Άντληση της πληροφορίας με με την τεχνική Center Of Gravity DISPLAY ΧΑΝΙΑ, ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2014 21

Αποτελέσματα(ΙΙ) Εφαρμογή του αλγόριθμου ανακατασκευής για διαφορετικές αποστάσεις καμερών Αποστάσεις (mm) Σφάλμα (mm) L0 = 193 4.3841 L1 = 185 5.3695 L2 = 173 5.7868 L3 = 122 6.136 L4 = 115 7.3 DISPLAY ΧΑΝΙΑ, ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2014 22 Αποτελέσματα(ΙΙΙ) Εφαρμογή του αλγορίθμου της ανακατασκευής σε διαφορετικές αποστάσεις από το δοκίμιο Ζ0 = 1060mm Ζ1 = 1040mm Ζ2 = 1020mm Ζ3 = 980mm Ζ0 = 1060mm Ζ4 = 960mm Ζ5 = 920mm Ζ6 = 900mm DISPLAY ΧΑΝΙΑ, ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2014 23

Αποτελέσματα (IV) Πίνακας σφαλμάτων για τις δίαφορες αποστάσεις από το δοκίμιο Απόσταση δοκιμίου(mm) Μέγιστη απόσταση καμερών(mm) Σφάλμα αποτελέσματος(mm) Zo = 1060 Lo = 193 4.8497 Z1 = 1040 L1 = 187 5.4337 Z2 = 1020 L2 = 185 5.0041 Z3 = 980 L3 = 177 5.0591 Z4 = 960 L4 = 171 5.2043 Z5 = 920 L5 = 163 5.1992 Z6 = 900 L6 = 162 5.4112 DISPLAY ΧΑΝΙΑ, ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2014 24 Αποτελέσματα (VII) Ανακατασκευασμένα τα δύο επίπεδα (4 sets καμερών) εφαρμογής του αλγορίθμου και συνδιασμός τους με την τεχνική Center Of Gravity -1000-1010 -1020-1030 -1040-1050 -1060-1070 -1080-1090 40 60 80 100 120 140-1000 -1010-1020 -1030-1040 -1050-1060 -1070 1 ο ανακατασκευασμένο FINISH!! 2 ο ανακατασκευασμένο Επίπεδα Σφαλματα (mm) 1o 1.0997 2 ο 1.1874 Συνένωση των δύο επιπέδων 1.1513 σε ένα πέρνοντας τους μέσους όρους -1080-1090 40 60 80 100 120 140 Συνδιασμός επιπέδων Πίνακας σφαλμάτων DISPLAY ΧΑΝΙΑ, ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2014 25

Αποτελέσματα (VΙII) Συγκριτικός πίνακας σφαλμάτων των τεχνικών του κεντρικού σημείου και του κέντρου της βαρύτητας Κεντρικό σημείο Σφαλματα (mm) 1o 1.2282 2ο 1.4418 Συνένωση των δύο επιπέδων σε ένα πέρνοντας τους μέσους όρους 1.3595 Κέντρο της Βαρύτητας Σφαλματα (mm) 1o 1.0997 2 ο 1.1874 Συνένωση των δύο επιπέδων σε ένα πέρνοντας τους μέσους όρους 1.1513 DISPLAY ΧΑΝΙΑ, ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2014 26 Αποτελέσματα (IX) Εφαρμογή του προτεινόμενου αλγορίθμου σε πολλά επίπεδα 1 ο ανακατασκευασμένο 2 ο ανακατασκευασμένο 3 ο ανακατασκευασμένο 4 ο ανακατασκευασμένο 5 ο ανακατασκευασμένο 6 ο ανακατασκευασμένο DISPLAY ΧΑΝΙΑ, ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2014 27

Αποτελέσματα (X) Πίνακας σφαλμάτων ανά Επίπεδο Σφάλμα σε μια περιοχή γύρω από το οπτικό κέντρο των καμερών πρώτο δεύτερο τρίτο τέταρτο πέμπτο έκτο Μέσος όρος σφάλματος επιπέδων 0.9219mm 1.2994mm 1.1967mm 1.6499mm 1.6379mm 1.1760mm 1.3136 mm DISPLAY ΧΑΝΙΑ, ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2014 28 Αποτελέσματα (XI) Σταδιακή σύνθεση των πειραμάτων πολλών επιπέδων -1000-1010 -1020-1030 -1040-1050 -1060-1070 -1080-1090 -1100 fixed between level 0 and 1 and 2 and 3 and 4 and 5 40 60 80 100 120 140 160 Σταδιακή σύνθεση των επιπέδων ως εξείς: Σύνθεση(1-2) Σύνθεση(2-3) Σύνθεση(3-4) Σύνθεση(4-5) Σύνθεση(5-6) DISPLAY ΧΑΝΙΑ, ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2014 29

Αποτελέσματα (XII) Εφαρμογή του προτεινόμενου αλγορίθμου σε πολλά επίπεδα με μικρότερες αποστάσεις καμερών(l0 = 156mm και L1 = 163mm) 1 ο ανακατασκευασμένο -1000 2 ο ανακατασκευασμένο FIFTH LEVEL FIXED -1000 3 ο ανακατασκευασμένο SIXTH SUBLEVEL FIXED -1010-1010 -1020-1020 -1030-1030 -1040-1040 -1050-1050 -1060-1060 -1070-1070 -1080-1080 -1090-1090 4 ο ανακατασκευασμένο 40 60 80 100 120 140 5 ο ανακατασκευασμένο 40 60 80 100 120 140 6 ο ανακατασκευασμένο DISPLAY ΧΑΝΙΑ, ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2014 30 Αποτελέσματα (XΙIΙ) Πίνακας σφαλμάτων ανά Επίπεδο Πρώτο εύτερο Τρίτο Τέταρτο Σφάλμα 1.1766mm 1.7549mm 1.1426mm 2.0248mm Πέμπτο 2.1715 Έκτο 1.0069mm Μέσο Σφάλμα 1.1462 DISPLAY ΧΑΝΙΑ, ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2014 31

Αποτελέσματα (XIV) Σταδιακή σύνθεση των πειραμάτων πολλών επιπέδων -1000-1010 -1020-1030 -1040-1050 -1060-1070 -1080-1090 fixed between level 0 and 1 and 2 and 3 and 4 40 60 80 100 120 140-1000 -1010-1020 -1030-1040 -1050-1060 -1070-1080 -1090 fixed between level 0 and 1 and 2 and 3 and 4 and 5 40 60 80 100 120 140 Σταδιακή σύνθεση των επιπέδων ως εξείς: Σύνθεση(1-2) Σύνθεση(2-3) Σύνθεση(3-4) Σύνθεση(4-5) Σύνθεση(5-6) DISPLAY ΧΑΝΙΑ, ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2014 32 Αποτελέσματα (XV) Σύνθεση πειραμάτων πολλών επιπέδωνγια αποστάσεις καμερών, ανά, μικρές και μεγάλες και παρουσίαση του συγκριτικού πίνακα σφαλμάτων για τις δύο εφαρμογές της προτεινόμενης μεθοδολογίας Σφάλμα = 1.1059 mm Σύνθεση για μέγιστες δυνατές αποστάσεις καμερών -1000-1010 -1020-1030 -1040-1050 -1060 FINISH!! -1070-1080 -1090 40 60 80 100 120 140 Σφάλμα = 1.1168mm Σύνθεση για μικρότερες αποστάσεις καμερών -1000-1010 -1020-1030 -1040-1050 -1060-1070 FINISH!! -1080-1090 40 60 80 100 120 140 DISPLAY ΧΑΝΙΑ, ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2014 33

Συμπεράσματα και μελλοντική εργασία Η εργασία υλοποίησε έναν οικονομικό τρισδιάστατο σαρωτή Η μεθοδολογία που υλοποιήθηκε, αφήνει μια σχετική ελευθερία στον χρήστη να χρησιμοποιεί όσα οπτικά συστήματα θέλει(πολυεπίπεδη εφαρμογή) Πολλές από τις μέχρι στιγμής μεθοδολογίες, κατά τη διαδικασία της δυαδικοποίησης της εικόνας και της μετέπειτα επεξεργασίας της, χρησιμοποιούν διαφόρων ειδών κατωφλιώσεις (thresholds), τις οποίες είναι υποχρεωμένος ο ίδιος ο χρήστης να θέτει σαν παραμέτρους στις συναρτήσεις που χρησιμοποιεί σε αντίθεση με τη παρούσα υλοποίηση που δεν απαιτεί κανένα threshold Σε έρευνας, κρίνεται σκόπιμο να γίνει μια εφαρμογή της παραπάνω μεθοδολογίας, αλλά με τη μόνη διαφορά ότι οι κάμερες θα βλέπουν υπό γωνία Θα μπορούσε να γίνει μια έρευνα σχετικά με αλγορίθμους που εντοπίζουν ακόμα καλύτερα την γραμμή λέιζερ, και την χρήσιμη πληροφορία από αυτή. Ίσως ένας αλγόριθμος που εντοπίζει καλύτερα την χρήσιμη πληροφορία του λέιζερ να αποδώσει καλύτερα αποτελέσματα Παράγοντες Σφαλμάτων: Η μεγάλη διάχυση του laser οδηγεί μοιραία σε κάποια σφάλματα όσον αφορά την εύρεση της χρήσιμης πληροφορίας του λέιζερ Οι συνθήκες φωτισμού Ηευστάθεια του συστήματος DISPLAY ΧΑΝΙΑ, ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2014 34 ΕΥΧΑΡΙΣΤΩ!!! DISPLAY ΧΑΝΙΑ, ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2014 35

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ;;; DISPLAY ΧΑΝΙΑ, ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2014 36