Алгоритм формирования тремерной рабочей сцены при использовании нескольких оптико-электронных датчиков
Разработанный метод послужил основой для разработка алгоритма формирования трехмерной модели анализируемого объекта рабочей сцены, отличающийся возможностью обработки серии изображений объекта, полученных при априори неизвестных точках наблюдения, и позволяющий
сформировать объемную модель рабочей сцены, как совокупности системы объектов в единой системе координат трехмерного пространства, отличающийся возможностью комплексного анализа данных от территориально распределенных оптико-электронных датчиков, что в совокупности позволяет построить единое простанство, содержащее объекты рабочей сцены.
Алгоритм формирования трехмерной модели рабочей сцены представлен на рис. 3.1.
Рис. 3.1 - Алгоритм синтеза трехмерной модели пространства рабочей сцены при
анализе изображений с нескольких оптико-электронных датчиков
Согласно алгоритму первоначально производится анализ априорных данных о расположении оптико электронных датчиков и взаимосвязи оптико электронных датчиков в единую систему.
В блоке 1 и блоке 2 вводятся априорные данные о внутренних параметрах оптико электронных датчиков. При этом эти данные могут быть уточнены в процессе калибровки.
В блоке 3 принимается решение о необходимости или отсутствии таковой необходимости о проведении адаптивной калибровки.
Адаптивная калибровка проводится либо по мере необходимости, либо же через заданные интервалы времени. Необходимость проведения калибровки определяется посредством анализа инструментальных данных, поступающих с шаговых двигателей. изменяющих направления наблюдения оптико электронных датчиков, а также других вспомогательных измерительных инструментов, не относящихся к рассмотрению в настоящей диссертации.
В блоке 4 производится выполнение калибровки, состоящее в определении внутренних параметров оптико электронных датчиков и установление взаимосвязей их локальных систем координат относительно мировой системы координат.
В блоке 5 производится загрузка в разработанное оптико электронное устройство уточненных данных местоположения оптико электронных датчиков, полученных в результате выполнения калибровки.
В блоке 6 представлен цикл обработки всех выступающих изображений с каждого из оптико электронных датчиков независимо друг от друга. Обработка включает блоки алгоритма с седьмого по четырнадцатый.
В блоке 7 выполняется построение контуров объектов.
В блоке 8 выполняется сегментация изображений объектов.
В блоке 9 рассчитываются спектральные и текстурные характеристики объектов.
В блоке 10 оценивается примерное положение объекта в двумерной системе координат каждого оптико электронного датчика для последующего трехмерного восприятия.
В блоке 11 формируется вектор-описатель по каждой найденной характерной точки и вычисляются особенности каждой характерной точки.
В блоке 12 формируется вектор параметров для передачи характерных точек в единый блок обработки.
В блоке 13 производится архивирование вектора параметров и его передача.
Рассмотренные процедуры выполняются непосредственно в блоке получения обработки и передачи изображений.
Далее в блоке 14 на основе информации, полученной в результате априорных данных о положении оптико электронных датчиков и калибровки оптико электронных датчиков, формируются индексы стереопар оптикоэлектронных датчиков, которые далее обеспечивают расчёт трехмерных координат точек объектов.
В блоке 15 производится обработка изображений по каждой сформированной стереопаре оптико-электронных датчиков.
Указанная обработка включает в себя в блоке 16 предварительную индексацию и построение графа взаимосвязи характерных особенностей по каждому кадру независимо для каждого оптико-электронного датчика. Также в блоке 16 производится сопоставление характерных особенностей на разных кадрах изображений с разных оптико электронных датчиков.
Если особенности сопоставлены, что проверяется в блоке 17, то производится переход к следующей стереопаре.
В блоке 11 в противном случае принимается решение о недостаточности данных для сопоставления. В блоке 12 полученные данные о поставленных особенностей сохраняются в оперативном запоминающем устройстве.
В блоке 13 проверяется корректность сопоставления особенностей объектов и окончательно принимается решение о результатах сопоставления.
В блоке 14 вычисляют трехмерные координаты точек фрагментов объектов. В блоке 15 проверяется корректность сформированных трехмерных координат точек объекта с учетом положения оптико электронных датчиков.
В блоке 16 производится фильтрация ложных точек на основе метода наименьших квадратов, примеяемого для трехмерного пространства.
В блоке 17 производится в формировании единых трехмерных объектов по каждой стереопаре изображений.
В блоке 18 производится синтез общей виртуальной рабочей сцены для последующей проверки ее адекватности.
В блоке 19 производится проверка корректности построения рабочей сцены путем решения обратной задачи отображения изображений объектов на плоскости изображений оптико-электронных датчиков и оценка сходства синтезированных изображений реальным.
Далее в блоке 20 производится обработка ложно сформированных объектов.
В блоке 21 производится окончательное формирование объектов в трехмерном пространстве.
Таким образом, цикл 15 обработки данных по каждой стереопаре завершён.
В блоке 22 производится окончательный синтез единой рабочей сцены. В блоке 23 оценивается корректность взаимного положения найденных объектов и в блоке 24 сформированные параметры рабочей цены передаются для дальнейшей обработки, которая не рассматривается в данной работе.
Далее рассмотрим алгоритм вычисления параметров оптикоэлектронных датчиков посредством решения задачи калибровки оптикоэлектронных датчиков, составляющих единую стереосистему.
Разработанный алгоритм обеспечивает определение внешних и внутренних параметров оптико электронных датчиков, входящих в разрабатываемое оптико-электронная устройство стереоскопического зрения. Алгоритм позволяет:
- определить внутренние параметры положения оптической системы оптико электронного датчика относительно матричного приемника изображения,
- ориентацию матричного приемника изображения относительно горизонтальной плоскости,
- ориентация внешнего положения оптико электронных датчиков единой системы, которые размещены в различных точках рабочий сцены.
Отличительными особенностями разработанного алгоритма являются:
- обеспечение калибровки оптико электронных датчиков при произвольном расположении оптико электронных датчиков,
- снижение погрешностей при оценке координат в пространстве рабочей сцены,
- определение параметров взаимного положения декартовой система координат оптико электронных датчиков друг относительно друга.
3.3
Еще по теме Алгоритм формирования тремерной рабочей сцены при использовании нескольких оптико-электронных датчиков:
- Метод формирования тремерной рабочей сцены при использовании нескольких оптико-электронных датчиков
- Алгоритм калибровки системы оптико-электронных датчиков в оптико-электронном устройстве
- Вычисление параметров оптико-электронных датчиков в составе оптико-электронного устройства
- Ввод изображения оптико-электронным датчиком
- ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ И УСТРОЙСТВ ВЫЧИСЛЕНИЯ ТРЕХМЕРНЫХ КООРДИНАТ ОБЪЕКТОВ РАБОЧЕЙ СЦЕНЫ
- МЕТОД, АЛГОРИТМЫ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ И СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОГО УСТРОЙСТВА ТРЕХМЕРНОГО ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ С МНОЖЕСТВЕННЫМИ ИСТОЧНИКАМИ ИЗОБРАЖЕНИЙ
- Фролов Михаил Михайлович. МЕТОД, АЛГОРИТМЫ И МОДУЛЬНОЕ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО ТРЕХМЕРНОГО ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ С МНОЖЕСТВЕННЫМИ ИСТОЧНИКАМИ ИЗОБРАЖЕНИЙ. ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук. Курск - 2019, 2019
- 2.6 Модель синтеза множества характерных точек и обобщения сегментов и контуров объектов полученных с разных оптикоэлектронных датчиков
- История [Электронный ресурс]: учебно-методическое пособие / Г. М. Бурдина. - Электрон. текст. дан. (1,4 Мб). - Киров: Изд-во МЦИТО, 2019, 2019
- Антонов Ярослав Валерьевич. Электронное голосование в системе электронной демократии: конституционно-правовое исследование. Диссертация на соискание ученой степени кандидата юридических наук. Москва - 2015, 2015
- 4.1. ПОСТАНОВКА И АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ОПТИМИЗАЦИИ
- Методика использования МИКФ
- §1.4 Психологические особенности формирования профессионально-личностной компетентности менеджера коммерческой организации