Мы расширяем аудиторию ваших семинаров!
Главная » Новости » Новости "Моста Безопасности" » Трёхмерное зрение: модное поветрие или фантастические возможности? (часть 4)

Трёхмерное зрение: модное поветрие или фантастические возможности? (часть 4)

Трёхмерное зрение: модное поветрие или фантастические возможности? (часть 4)

11.01.2014

vocord.ru 

Часть 4. Теоретические и реальные погрешности и ограничения трёхмерной реконструкции

(начало в Части 3)

Для теоретической оценки точности 3D-реконструкции предположим для простоты, что две камеры с фокусным расстоянием f расположены на расстоянии D до объекта в одной плоскости, и имеют стереобазу S (см. Рис.1).

 

Рис.1. Геометрическое построение для расчета теоретической оценки точности реконструкции.
На рисунке: внизу (x1 и x2) - плоскости матриц видеосенсоров, горизонтальная линия вверху - реконструируемый объект.

 

Имеем из геометрического построения (см. Рис.1):      

x1*D/f+ x2*D/f=S

откуда:

 

D = S*f/(x1+x2) = S*f/X                    (1)

 

где:           X=(x1+x2)

(x1 и x2 имеют разные знаки в выбранной системе координат!)

Величина X называется диспарантностью изображения. Диспарантность показывает сдвиг одной сопряженной точки относительно другой в паре стереоснимков.

Поскольку сенсоры камер состоят из пикселов, то диспарантность не может иметь произвольные значения – ее значения дискретные, определяются с точностью +/- (½) пиксела. Дифференцируя величину D по X получим точность определения расстояния в глубину стереокамерами:

  ΔD = S*f*ΔX/X2 = (1/2)*a*S*f/X2 = (1/2)*a*D2/(S*f)                   (2)

Здесь a – размер пиксела сенсора камеры.

Пример. Камера имеет видеосенсор размером H=7 мм по горизонтали, и с числом пикселов в строке (по горизонтали) N=1280, f=16 мм, S=214 мм, D=1.3 м = 1300 мм. Определить теоретическую погрешность 3D реконструкции.

  Δ= 0.5*(7/1280)*(1300^2)/(214*16) = 1.3 мм.

Данное рассмотрение показывает, что 3D реконструкция не может использоваться на слишком больших расстояниях.

Если при увеличении расстояния отношение стереобазы к расстоянию не меняется (сохраняется тот же угол ракурса камеры), D/S=const, то погрешность 3D реконструкции растет линейно с расстоянием между камерой и реконструируемым объектом.

Есть теоретически-предельное максимальное расстояние, определяемое размером пиксела, на котором диспаратность равна 1 пикселу, и 3D-реконструкция становится невозможной:

  Dmax = S*f/a = S*f *H/N                 (3)

Рассчитаем  максимальное расстояние для рассмотренного выше примера:

Dmax = S*f/a = S*f *H/N = 214 мм * 16 мм * 1280 / 7 мм  >; 600 метров

Также, определим минимальный параллакс, соответствующий этому максимальному расстоянию:

Pmin = a/S = H/(N*S) >; 26 милирадиан.   

Сравним это значение с минимальным угловым разрешением, определяемым дифракционным пределом для выбранного объектива:

 

Rmin = 1,22 * w / A >; 30 милирадиан.

где:

w  = 550 нм  – длина волны света, которую примем равной длине волны зелёного света;

A = 18 мм – максимальный диаметр входного отверстия объектива, ограниченный диаметром резьбы C/CS-mount.

Таким образом, максимальное теоретически-предельное расстояние 3D-реконструкции превышает теоретически предельное расстояние, ограниченное дифракционным пределом.

Подробнее >>>

3D-реконструкция,стереобаза,трехмерное зрение

« Предыдущая новость |Следующая новость »

 

Регистрация

Рассылка

Подпишитесь на электронную газету: она будет приносить новости на Ваш компьютер.
Охранные системы

Ближайшие выставки по безопасности

Календарь выставок
закрыть