Eliminacja zniekształceń geometrycznych obrazu w metodzie triangulacji laserowej

• Autorzy: Reiner J. , Stankiewicz M.

Warianty tytułu

EN

Elimination of geometrical image distortion for laser triangulation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Metody skanowania przestrzennego bazujące na triangulacji laserowej znajdują szerokie zastosowanie w przemyśle. Dzięki specjalnym opracowaniom poprawiającym odporność na zakłócenia, jak np. segmentacja predykcyjna bazująca na wiedzy a priori, znajdują one również zastosowanie dla inspekcji jakości wytwarzania. Pomiarowe wykorzystywanie triangulacji laserowej wymaga jednak korygowania błędów, wśród których istotnym jest zjawisko dystorsji wnoszonej przez układy optyczne. W artykule omówiono wpływ dystorsji o charakterze nieliniowym na wyniki skanowania metodą triangulacji laserowej. Zaproponowano metodę kalibracji. Dokonano ilościowej oceny jej wpływu na błędy odwzorowania powierzchni 3D. Na podstawie przeprowadzonych analiz omówiono dobór optymalnej geometrii triangulacyjnej dla minimalizacji błędów.

EN

Range scan methods based on laser triangulation have wide application in industry. Thanks to special solutions, like a predictive segmentation based on a priori knowledge for example, which improves the robustness, it is also applicable for industrial quality inspection. Measurement based on laser triangulation requires error correction however, including important phenomenon contributed by optical systems called distortion. The article discusses the impact of a non-linear distortion on the results of scanning laser triangulation method. Moreover, a calibration method is proposed. Also, a quantitative assessment of its impact on the 3D surface mapping errors is made. On the basis of the conducted analysis, the selection of optimal geometry of triangulation to minimize errors is proposed.

Słowa kluczowe

PL

triangulacja laserowa; dystorsja; zniekształcenia obrazu

EN

laser triangulation; distortion; image deformation

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 56, nr 1
• Strony: 54--57
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Reiner J.

autor

Stankiewicz M.

• Politechnika Wrocławska,

Bibliografia

• [1] Zhou F., Zhang G.: Complete calibration of a structured light stripe vision sensor through planar target of unknown orientations. “Image and Vision Computing”, nr 23 (2005), str. 59-67.
• [2] Curless B., Levoy M.: Better Optical Triangulation through Spacetime Analysis. Materiały konferencji „Conference on Computer Vision”, czerwiec 1995, s. 987-994.
• [3] www.sickivp.com
• [4] Svetikoff D. J. Kilgus D. B.: “Influence of Object Structure and Accuracy of 3D Sysstems for Metrology“, SPIE, Optics, Illumination and Image sensing for Machine Vision Proc. SPIE 1614, 218, 1992. v.3.0.
• [5] Trucco E. i in.: Calibration, Data Consistency nad Model Acquisition with a 3-D Laser Stripper. Publikacje Heriot-Watt University.
• [6] Clark J., Trucco E., Wolff B.: Using light polarization in laser scanning, “Image and Vision Computing”, nr 15 (1997), str. 107-117.
• [7] Ko J. Y., Choi W. T., Park D. H., Kang S. J.: Image sensor with antisaturation function in pixel level, Patent USA, nr 7235772.
• [8] Liu X., Gamal A.: Synthesis of High Dynamic Range MotionBlur Free Image From Multiple Captures, “IEEE Transactions on Circuits and Systems - I Fundamental Theory and Applications”, nr 4, v. 50, str. 530.
• [9] Park J., Kak A.: Specularity Elimination in Range Sensing for Accurate 3D Modeling of Specular Objects, Materiały “IEEE 2nd International Symposium on 3D Data Processing, Visualization and Transsmision”.
• [10] Reiner J., Stankiewicz M., Wójcik M.: Predictive segmentation method for 3D inspection accuracy and robustness improvement, “SPIE Optical Measurement Systems for Industrial Inspection”, 2009.
• [11] Shih S. W., Hung Y. P., Lin, W. S.: When Should We Consider Lens Distortion in Camera Calibration, “Pattern Recognition”, v. 28, nr 3, str. 447-461.
• [12] Weng J., Cohen P., Herniou M.: Camera Calibration with Distortion Models and Accuracy Evaluation, “IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence”, vol. 14, nr 10, str. 965-980.
• [13] Heikkilä J., Silvén O.: A Four-step Camera Calibration Procedure with Implicit Image Correction, Publikacje University of Oulu, Finlandia.
• [14] Fiala M., Shu C.: Fully Automatic Camera Calibration Using Self-Identyfying Calibration Targets, Publikacje National Research Council Canada, nr ERB-1130, listopad 2005.
• [15] Eisert P.: Model-based Camera Calibration Using Analysis by Synthesis Techniques, Publikacje Heinrich-Hertz-Institute, Erlangen, Niemcy, 20-22 listopad 2002.
• [16] Heikkilä J., Silvén O.: Calibration Procedure for Short Focal Langth Off-the-shelf CCD Cameras, Publikacje University of Oulu, Finlandia.
• [17] Brown D. C.: Close-Range Camera Calibration, Materiały “Symposium on Close-Range Photogrammetry”, Urbana, IL, styczeń 1971.
• [18] Abdel-Aziz Y. I., Karara H. M.: Direct Linear Transformation into Object Space Coordinates in Close-Range Photogrammetry, Materiały Symposium “Close-Range Photogrammetry”, str. 1-18, styczeń 1971.
• [19] Heikkilä J., Geometric Camera Calibration Using Circular Control Points, “IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence”, v. 22, nr 10, październik 2000.