<<
>>

Метод формирования тремерной рабочей сцены при использовании нескольких оптико-электронных датчиков

Сущность метода заключается в выполнении следующих действий:

- ввода изображений с множества источников видеоданных,

- предварительной обработки видеоданных по каждому источнику в совмещенном с ним однокристальном вычислительном модуле,

- преобразовании полученных данных в совокупность векторного представления границ объектов и цветоконтрастных характеристик объектов,

- кодировании полученной информации для уменьшения объема передаваемых данных,

- передачи информации в вычислительный модуль,

- предварительном вычислении и итерационном уточнении координат стационарных объектов в трехмерном пространстве,

- обнаружении подвижных объектов.

Основной идеей разработанного метода является использование данных с множества видеокамер для анализа изображений, выбора стереопар и последующего построения единой трёхмерной рабочей сцены. Как было установлено в первой главе, данная задача является весьма нетривиальной и

требует решения ряда комплексных задач, базирующихся на созданной математической модели.

Основными укрупненными этапами метода являются формирование вектора описателя по каждому кадру изображения, содержащего найденные характерные точки, описываемые вектором параметров в признаком пространстве геометрическими примитивами, а также дополнительными характеристиками.

Метод состоит в выполнении следующих шагов. Первоначально по каждому кадру изображения производится предварительная обработка. Предварительная обработка включает в себя выполнение операций приведения яркости к эталонным значениям и уменьшении погрешностей радиальной и тангенциальной дисторсии, удаление шума на изображении и систематических искажений.

Далее по каждому из кадров изображений производится выделение и сегментация объектов, а также вычисление ключевых точек, которые далее будут использоваться при сопоставлении. В результате на данном этапе формируется вектор признаков, содержащих множество характерных точек, каждая из которых описывается двумерными координатами в кадре изображения, а также взаимном положении данной точки среди остальных точек. Кроме того, каждый вектор дополнительно содержит описание элементарного участка изображения вокруг текущей точки, текстурные признаки в данной области изображения, световые и спектральные характеристики распределения яркости по цветовым каналам, которые в дальнейшем позволят обеспечить уникальность сопоставления данных точек.

Следующим этапом является передача вычисленных признаков по каждому кадру в единый вычислительный модуль. Вычислительный модуль,

получая данные от множества источников видеоизображений, на основе априорной информации о взаимном положении оптико электронных датчиков, а также на основе результатов калибровки оптико электронных датчиков, выбирает среди множества оптико электронных датчиков те стереопары, которые содержат общие участик изображений рабочей сцены.

По каждой стереопаре производится сопоставление ранее найденных характерных точек и формирование вектора соответствия характерных точек друг другу [79]. На двух изображениях, составляющих единую стереопару, далее производится вычисление трехмерных координат по каждой точке. Затем выполняется фильтрация. По полученным координатам в трехмерном пространстве с учетом возможного положения точек и исходя из их принадлежности одним сегментам и контурам, которые ранее были найдены при предварительной обработки изображений, производится принятие решение о их правдоподобии либо ложности.

На данном этапе формируется множество трехмерных координат точек, представляющих из себя отдельные фрагменты трехмерных изображений по каждой стереопаре. Следующим этапом является сопоставление трехмерных координат у каждой стереопары со стереопарами других оптико-электронных датчиков и построение единой рабочий сцены, описываемый совокупностью множества точек найденных объектов. В едином мировом пространстве в качестве системы координат выбрана координатная система одной из оптико­электронных датчиков. Это наиболее удобно с практической точки зрения. После формирования единого множества точек в трёхмерном пространстве рабочей сцены точки группируются по объектам, которые их составляют. Для этого применяется анализ контуров и сегментов объектов с учетом их положения на двумерных кадрах, а также результаты вычисления трехмерных

координат точек. В результате формируются множества объектов, принадлежащих данной рабочей сцене в заданный момент времени. Каждый объект описывается контейнером (параллелограммом) в трёхмерном пространстве, в который данный объект вписан, а также временем формирования данного контейнера. Дополнительно каждый объект содержит ссылки-указатели на свойства характерных точек, его составляющих и сегменты ему принадлежащих. Это обеспечивает последующую селекцию объектов на стационарные, расположенные и движущиеся, а также распознавание объектов (распознавание не рассматривается в данной работе).

Новизна метода заключается во введении операций предварительной обработки изображений непосредственно при их получении с последующей функцией их передачи, выделение ключевых особенностей фрагментов изображений и их описание с использованием комплексного вектора, включающего спектральные, геометрические и текстурные характеристики, уточнения взаимного местоположения оптико-электронных датчиков на базе метода адаптивной калибровки, решение задачи вычисления трехмерных координат на основе анализа изображений нескольких оптико-электронных датчиков, расположенных в разных частях рабочей сцены.

3.2

<< | >>
Источник: 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

Еще по теме Метод формирования тремерной рабочей сцены при использовании нескольких оптико-электронных датчиков:

  1. Алгоритм формирования тремерной рабочей сцены при использовании нескольких оптико-электронных датчиков
  2. Алгоритм калибровки системы оптико-электронных датчиков в оптико-электронном устройстве
  3. Вычисление параметров оптико-электронных датчиков в составе оптико-электронного устройства
  4. Ввод изображения оптико-электронным датчиком
  5. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ И УСТРОЙСТВ ВЫЧИСЛЕНИЯ ТРЕХМЕРНЫХ КООРДИНАТ ОБЪЕКТОВ РАБОЧЕЙ СЦЕНЫ
  6. МЕТОД, АЛГОРИТМЫ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ И СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОГО УСТРОЙСТВА ТРЕХМЕРНОГО ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ С МНОЖЕСТВЕННЫМИ ИСТОЧНИКАМИ ИЗОБРАЖЕНИЙ
  7. 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
  8. 2.6 Модель синтеза множества характерных точек и обобщения сегментов и контуров объектов полученных с разных оптико­электронных датчиков
  9. 3.4 Использование ИК метода для выявления структурных дефектов и оптической неоднородности.
  10. МЕТОД МАСШТАБИРОВАНИЯ ПРИ ОЦЕНКЕ ЖЕСТКОСТИ И ОСНОВНОЙ ЧАСТОТЫ КОЛЕБАНИЙ УПРУГИХ ПЛАСТИНОК