Analiza i optymalizacja konfiguracji systemu wizyjnego ze światłem strukturalnym dla zadania budowy mapy terenu

• Autorzy: Łabęcki P.

Warianty tytułu

EN

Analysis and optimization of a structured light sensor configuration for terrain map building

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Niniejszy artykuł przedstawia analizę niepewności układu wizyjnego z oświetleniem strukturalnym w postaci arkusza świetlnego. Przedstawiono model matematyczny takiego układu, procedurę jego kalibracji oraz algorytm użyty do ekstrakcji śladu arkusza świetlnego z obrazu. Analizie poddano wpływ położenia mierzonego punktu względem kamery na niepewność pomiaru. Zbadano również zależność między doborem parametrów geometrycznych układu, a niepewnością pomiaru w danym punkcie oraz propagacją niepewności kalibracji układu na niepewność pomiarów. Zaproponowano też taką konfigurację układu, która pozwala na uzyskanie minimalnej niepewności przy jednoczesnym zachowaniu funkcjonalności układu jako sensora sześcionożnego robota kroczącego.

EN

This paper presents an analysis of measurement uncertainty in a structured light vision system for a walking robot. A mathematical model of the sensor under study is presented, as well as the procedure of its calibration. The algorithm used for extraction of the laser stripe from the image is detailed. Relations between the geometrical parameters of the sensor and the effective uncertainty of the measured 3D points are determined, taking into account the limited resolution of the camera and possible calibration errors. A general relation between the location of the measured point and the measurement uncertainty is determined. Finally, an optimal configuration of the geometrical parameters is proposed. This configuration ensures minimal uncertainty of the measurements, while retaining functionality of the system as a general-purpose on-board vision sensor for a walking robot.

Słowa kluczowe

PL

system wizyjny; robot kroczący

EN

vision system; walking robot

• Wydawca: Poznańskie Towarzystwo Przyjaciół Nauk
• Czasopismo: Studia z Automatyki i Informatyki
• Rocznik: 2009
• Tom: T. 34
• Strony: 37--56
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys.

Twórcy

autor

Łabęcki P.

• Politechnika Poznańska, Instytut Automatyki i Inżynierii Informatycznej, Zakład Automatyki i Robotyki, ul. Piotrowo 3a, 60-965 Poznań,

Bibliografia

• [1] Bouget J., Camera Calibration Toolbox for Matlab, http://www.vision.caltech.edu/bouguetj/calib_doc/
• [2] Ilstrup D., Elkaim G., H., Low Cost, Low Power Structured Light Based Obstacle Detection, Proc. IEEE/ION Position, Location and Navigation Symp. ,Monterey, 2008, s. 771-778.
• [3] Łabęcki P., Komputerowy system wizyjny wspomagany oświetlaczem laserowym dla 6-cio-nożnego robota kroczącego, Praca magisterska, Instytut Automatyki i Inżynierii Informatycznej, Politechnika Poznańska, 2008.
• [4] Łabęcki P., Kasiński A., Aktywny pokładowy system wizyjny dla robota autonomicznego, Pomiary Automatyka Kontrola, 2009, Vol. 55(9), s. 731-736.
• [5] Łabęcki P., Łopatowski A., Skrzypczyński P., Terrain Perception for a Walking Robot with a Low-Cost Structured Light Sensor, Proc. 4th European Conf. on Mobile Robots, Dubrownik, 2009.
• [6] Mertz C., Kozar J., Miller J., Thorpe J., Eye-Safe Laser Line Striper for Outside Use, Proc. IEEE Intell. Vehicle Symp., 2002, Vol. 2, s. 507-512.
• [7] Skrzypczyński P., Metody analizy i redukcji niepewności percepcji w systemie nawigacji robota mobilnego, Poznań, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej 2007.
• [8] Zheng F., Kong B., Calibration of Linear Structured Light System by Planar Checkerboard, Proc. International Conference on Information Acquisition, 2004.