Microsoft Word - MD_1_IJS_Mrovlje.doc

Podobni dokumenti
Uradni list Republike Slovenije Št. 17 / / Stran 2557 Verzija: v1.0 Datum: Priloga 1: Manevri in tolerance zadovoljive izurjeno

LABORATORIJSKE VAJE IZ FIZIKE

ANALITIČNA GEOMETRIJA V RAVNINI

1 Tekmovanje gradbenih tehnikov v izdelavi mostu iz špagetov 1.1 Ekipa Ekipa sestoji iz treh članov, ki jih mentor po predhodni izbiri prijavi na tekm

Zunanje žaluzije

GOALS

Microsoft Word - Astronomija-Projekt19fin

Microsoft Word - Pravila - AJKTM 2016.docx

POLICIJSKO VETERANSKO DRUŠTVO SEVER - SPECIALNA ENOTA 1000 Ljubljana, Podutiška 88, telefon: , Številka: 2-6/2015 D

7. VAJA A. ENAČBA ZBIRALNE LEČE

Microsoft Word - Salamon.doc

Slikovne transformacije_2017_18_DKT

Izvozna in uvozna funkcija slovenskega gospodarstva

Ime in priimek

Adaptive Sound Technology Dodatek

Microsoft Word - Program_Stereo_2010_Slo.doc

VIDEOANALIZA GIBANJ Za kratke projektne naloge lahko dijaki z domačimi digitalnimi fotoaparati posnamejo nekaj sekundne videofilme poljubnih gibanj. U

Microsoft Word - tehnicna_navodila_kmetija_popravek_kk.doc

(Microsoft Word - EV_Ga\232peri\350_1.doc)

N

Univerza v Ljubljani Naravoslovnotehniška fakulteta Oddelek za tekstilstvo Sledenje pogledu (Eye tracking) Seminarska naloga pri predmetu Interaktivni

SLO NAVODILA ZA UPORABO IN MONTAŽO Kat. št.: NAVODILA ZA UPORABO DVB T, DVB C TV ključek PCTV Systems Quatro Kataloška št.: 67

ŠTEVCI PROMETA IN NJIHOVA UPORABA ZA NAMENE STATISTIK ČRT GRAHONJA

Microsoft Word - Predavanje_7del.doc

PowerPoint Presentation

Navodila za uporabo Mini prenosna HD kamera s snemalnikom

Microsoft Word - STA_spremindop_Dolge_njive_2010.doc

Navodila za nastavitev mail odjemalca na ios in Android napravah TELEFONI iphone (ios 12) Predlagamo, da do svoje študentske e-pošte dostopate s pomoč

PowerPointova predstavitev

Microsoft PowerPoint - ads

Untitled-7

Prevodnik_v_polju_14_

Microsoft Word - CNC obdelava kazalo vsebine.doc

Microsoft Word - UNI_Tomc_Edi_1968.doc

Watch 40_MT40X_UM_SL.pdf

Protokoli v računalniškem komuniciranju TCP, IP, nivojski model, paket informacij.

Microsoft Word - rogelj-rosus06_4.doc

Microsoft Word - DIPLOMSKA NALOGA TA ZADNJA!!!!

ISOFT , računalniški inženiring

Cenik ES_spremembe_marec2013_ČISTOPIS_Sprememba_

PowerPoint Presentation

Turingov stroj in programiranje Barbara Strniša Opis in definicija Definirajmo nekaj oznak: Σ abeceda... končna neprazna množica simbolo

untitled

Na podlagi 24. in 25. člena Zakona o varstvu osebnih podatkov (Ur. list RS, št. 94/07), sprejema ravnatelj javnega zavoda Dijaški dom Nova Gorica nasl

Microsoft Word - Hribar27

innbox_f60_navodila.indd

BYOB Žogica v vesolju Besedilo naloge Glavna ideja igre je paziti, da žoga ne pade na tla igralne površine, pri tem pa zbrati čim več točk. Podobno ig

MERJENJE GORIŠČNE RAZDALJE LEČE

60-77.qxd

NAVODILA ZA MONTAŽO SI EWPE SMART Wi-FI app

10108-Bench-mark-brochure-6pg.indd

NAJRAJE SE DRUŽIM S SVIČNIKOM, SAJ LAHKO VADIM ČRTE IN KRIVULJE, PA VELIKE TISKANE ČRKE IN ŠTEVILKE DO 20. Preizkusite znanje vaših otrok in natisnite

kolofon

Strojna oprema

Microsoft Word - CelotniPraktikum_2011_verZaTisk.doc

Napotki za izbiro gibljivih verig Stegne 25, 1000 Ljubljana, tel: , fax:

IJS EDS IJS Elektronski Dokumentni Sistem Osnovna uporaba sistema uporabniška navodila Institut "Jožef Stefan" Ljubljana

Poročilo za 1. del seminarske naloge- igrica Kača Opis igrice Kača (Snake) je klasična igrica, pogosto prednaložena na malce starejših mobilnih telefo

Predtest iz za 1. kontrolno nalogo- 2K Teme za kontrolno nalogo: Podobni trikotniki. Izreki v pravokotnem trikotniku. Kotne funkcije poljubnega kota.

Datum in kraj

Slide 1

Universal WiFi Range Extender WN3000RP Installation Guide

Sonniger katalog_2017_DE_ indd

PREDMETNI KURIKULUM ZA RAZVOJ METEMATIČNIH KOMPETENC

RC MNZ - kategorija U12 in U13 TRENING 3-4 SKLOP: Igra 1:1 USMERITEV TRENINGA: CILJ: Igra 1:1 v napadu Utrjevanje uspešnosti igre 1:1 v napadu UVODNI

Navodila za uporabo aplikacije mlist - neposredni mentorji za Zdravniško zbornico Slovenije pripravila Gooya, interaktivni mediji, d.o.o. Ljubljana, m

Microsoft Word - Zaloznik2006

Strokovni izobraževalni center Ljubljana, Srednja poklicna in strokovna šola Bežigrad PRIPRAVE NA PISNI DEL IZPITA IZ MATEMATIKE 2. letnik nižjega pok

NEVTRIN d.o.o. Podjetje za razvoj elektronike, Podgorje 42a, 1241 Kamnik, Slovenia Telefon: Faks.: in

Urejevalna razdalja Avtorji: Nino Cajnkar, Gregor Kikelj Mentorica: Anja Petković 1 Motivacija Tajnica v posadki MARS - a je pridna delavka, ampak se

Microsoft Word - rosus2006.doc

Navodila za pripravo oglasov na strani Med.Over.Net v 2.2 Statistično najboljši odziv uporabnikov je na oglase, ki hitro in neposredno prenesejo osnov

Sinopsis

Overview

DOMACA NALOGA - LABORATORIJSKE VAJE NALOGA 1 Dani sta kompleksni stevili z in z Kompleksno stevilo je definirano kot : z = a + b, a p

N

Microsoft Word - NOVA DELOVNA OBLEKA - KAPA_KONCNI-3.doc

DCS-2330L_A1_QIG_v1.00(EU).indd

Vaja04_Ver02

OKNA UDOBJE QS Možne izdelave oken glede na obliko: min. 900 min. 900 Tehnični podatki: Okno iz lesa z aluminijasto oblogo zunaj Odpiranje po vertikal

Document ID / Revision : 0519/1.3 ID Issuer System (sistem izdajatelja identifikacijskih oznak) Navodila za registracijo gospodarskih subjektov

PowerPointova predstavitev

1. IDENTIFIKACIJA PODATKOVNEGA NIZA 1.1 Naslov Strukturno-tektonska karta Slovenije 1: Alternativni naslov Strukturno-tektonska karta Slove

IZGRADNJA PREDSTAVITVENE SPLETNE STRANI GLUCOWATCH Avtor: Marko Zajko Projekt delno financira Evropska unija, in sicer iz Evropskega socialnega sklada

Brezžična Dostopna Točka 1200Mb AC Mesh UAP-AC-M UniFi UBIQUITI PREDSTAVITEV Idealen za uporabo na številnih lokacijah, UniFi AC Mesh ponuja o

1. Distributivni elementi.indd

Microsoft Word - Lenardic304

_01.pdf

Microsoft Word _KOŀARKA_Oŀ_mlajši

UNIVERZA V LJUBLJANI FAKULTETA ZA MATEMATIKO IN FIZIKO Katja Ciglar Analiza občutljivosti v Excel-u Seminarska naloga pri predmetu Optimizacija v fina

Priloga_04.indd

Avtomatizirano modeliranje pri celostnem upravljanju z vodnimi viri

Poročilo o opravljenem delu pri praktičnem pouku fizike: MERJENJE S KLJUNASTIM MERILOM Ime in priimek: Mitja Kočevar Razred: 1. f Učitelj: Otmar Uranj

TEHNIČNA DOKUMENTACIJA

NAVODILA ZA IZPOLNJEVANJE ELEKTRONSKEGA OBRAZCA ZA PRIJAVO IN PREKLIC DIGITALNIH POTRDIL Verzija Datum Opis sprememb dokumenta dokumenta

M

Modem in krajevno omrežje Uporabniški priročnik

Presentation‘s Main Title

Vedno pod nadzorom, kjerkoli že ste

Transkripcija:

Aplikacija za merjenje razdalj s pomojo stereoskopskih posnetkov Jernej Mrovlje 1, amir Vrani 1 Institut»Jožef Stefan«1 Jamova cesta 39, 1 Ljubljana, Slovenija jernej.mrovlje@ijs.si, damir.vrancic@ijs.si Position measuring application based on stereoscopic pictures Stereoscopy is a technique used for recording and representing stereoscopic (3) images by using one stereoscopic camera or two singlelens cameras. Stereoscopic pictures allow us to calculate the distance from the camera(s) to the chosen object within the picture. The distance is calculated from differences between the pictures and additional technical data like focal length and distance between the cameras. In this paper we present a system for measuring distance using stereoscopic pictures. 1 Uvod Metode za merjenje razdalj lahko razdelimo na pasivne in aktivne. Med slednje prištevamo merjenje razdalj s pomojo laserskih, ultrazvonih in radijskih valov. Pasivne metode so manj razširjene, njihova prednost pa je predvsem v tem, da se razdalja izraunava samo na podlagi prejete informacije (npr. svetlobe). Merjenje razdalj s pomojo stereoskopskih posnetkov spada med pasivne metode, razdaljo pa izraunavamo na podlagi podatkov pridobljenih iz zajetih stereoskopskih slik. V prispevku predstavljamo aplikacijo za merjenje razdalj s pomojo stereoskopskih slik, ki smo jo izdelali v programskem paketu Matlab. Aplikacija je zamišljena kot del neinvazivnega sistema za merjenje razdalj, ki omogoa takojšnjo analizo, preko stereoskopskega sistema, zajetih slik. Zajem stereoskopskih slik in izpeljava razdalje Obstoji ve razlinih metod zajema stereoskopskih posnetkov. Prvotno so v ta namen uporabljali stereoskopske kamere, danes pa so jih izpodrinili modernejši stereoskopski sistemi [1]. Gre za kombinacijo dveh enakih kamer, ki ju združimo na vodilu. Pri tem moramo paziti na to, da sta kameri med seboj vodoravno in horizontalno poravnani. Poglavitnega pomena je tudi hkratno proženje obeh kamer, izvedemo pa ga s posebni upravljalniki, ki omogoajo sinhronizacijo in upravljanje dveh kamer hkrati [6, 7]. Slika 1 prikazuje stereoskopski sistem dveh kamer Canon PowerShot A64, ki smo ga uporabili za zajem slik. Slika 1: Stereoskopski sistem dveh kamer Canon PowerShot A64 Stereoskopske slike so vedno posnete v parih, posamezni sliki v paru pa prikazujeta isti motiv. Odloilna razlika med slikama je ta, da sta slednji zajeti z razlinih položajev oziroma iz razlinih zornih kotov. Shematini prikaz zajema s stereoskopskim sistemom je prikazan na sliki. Levo sliko zajamemo v toki S L, desno sliko pa v toki S. je t.i. stereoskopska baza

(razdalja med kamerama), zorni kot kamer in razdalja med stereoskopskim sistemom in objektom na sliki (npr. drevesom). Razdalji x L in x opisujeta lokacijo objekta na levi in desni sliki, 1 in pa sta pripadajoa kota. samostojno aplikacijo. Uporabniški vmesnik aplikacije je prikazan na sliki 3. x xl x Slika 3: Uporabniški vmesnik Slika : Shematini prikaz zajema stereoskopskih posnetkov S pomojo geometrijskih izpeljav iskano razdaljo zapišemo kot funkcijo stereoskopske baze (), zornega kota kamer ( ), širine zajetih slik (x v slikovnih tokah) in razlike lokacije objekta med levo in desno sliko (x L - x ): 1 x. (1) tan ( x L x ) 3 Algoritem Algoritem za merjenje razdalj s pomojo stereoskopskih slik je bil napisan v programskem paketu Matlab in pozneje s pomojo orodja Matlab Compiler preveden v SL S Aplikacija trenutno omogoa»off-line«delovanje, torej obdelavo predhodno zajetih stereoskopskih slik. Znotraj aplikacije na izbrani levi sliki doloimo objekt, katerega oddaljenost želimo izraunati. Velikost izbirnega okna prilagajamo z vrtenjem miškinega koleška. Lokalizacija izbranega objekta na desni sliki se izvrši avtomatsko, poteka pa v dveh korakih. Najprej se izvrši primarno, nato še sekundarno iskanje. vertikalna napaka vertikalna napaka Slika 4: Prisotnost vertikalne napake Na podlagi lastnosti stereoskopskih slik sklepamo, da se bo izbran objekt leve slike na desni sliki nahajal na podobni lokaciji delno zamaknjen ali levo ali desno. Primarno iskanje objekta tako poteka samo v horizontalni smeri [4]. Zaradi vertikalne napake prisotne na slikah, so objekti med levo in desno sliko v manjši meri zamaknjeni tudi po vertikali, zato smo v

algoritem vkljuili tudi sekundarno iskanje. Izhodiše sekundarnega iskanja predstavlja rešitev primarnega iskanja, poteka pa dveh smereh: v vertikalni in horizontalni smeri. S pomojo sekundarnega iskanja objekt v primeru prisotne vertikalne napake lokaliziramo še natanneje. Slika 5 prikazuje primer iskalnih podroji in pripadajoih rešitev. Z zeleno barvo je obrobljeno podroje primarnega oz. horizontalnega iskanja, z modro barvo pa njegova rešitev. Podobno je z rumeno barvo obrobljeno podroje sekundarnega iskanja, z rdeo barvo pa konna rešitev. podroja primarnega in sekundarnega iskanja lahko prikažemo tudi grafino (glej sliko 7). I L leva slika I desna slika Slika 5: Podroja in pripadajoe rešitve primarnega ter sekundarnega iskanja Slika 6: Proces horizontalnega iskanja Primerjava med podroji leve in desne slike se vrši po metodi SA (Sum Of Absolute ifferences): I ( x, y) O ( x, y) I ( x u, y v), () L kjer I L predstavlja podroje izbranega objekta desne slike, I pa podpodroje znotraj iskalnega podroja. Z izbirnim oknom, ki je na sliki 6 prikazan z modro barvo, se pomikamo od levega do desnega robu iskalnega podroja v korakih po eno slikovno toko. V vsakem koraku podroji I L in I med seboj primerjamo po enabi. olj kot sta si podroji ki ju primerjamo podobni, manjša je povprena vrednost njune absolutne razlike. Podpodroje I, ki mu po enabi pripada najmanjša povprena vrednost, predstavlja najboljše ujemanje s podrojem I L, obenem pa tudi lokacijo izbranega objekta leve slike na desni sliki. Povprene vrednosti absolutnih razlik I in I L za vse korake znotraj Slika 7: Grafini prikaz povprenih vrednosti absolutnih razlik I in I L Na podlagi razlik položaja izbranega objekta na levi in desni sliki, izraunamo konno razdaljo do objekta (glej enabo 1) in podamo napako lokalizacije objekta.

3.1 Horizontalna napaka V kolikor kameri znotraj stereoskopskega sistema nista popolnoma horizontalno poravnani, je na zajetih slikah prisotna horizontalna napaka (glej sliko 8). Za pravilni izraun razdalj je slednjo potrebno odpraviti. V ta namen smo v aplikacijo vgradili funkcijo vnosa referenne toke (znane razdalje do poljubnega objekta). Slika 8: Horizontalno neporavnani kameri 4 Napaka razdalje Pravilna lokalizacija izbranega objekta na desni sliki odloilno vpliva na konno napako izraunane razdalje. olj natanno kot doloimo lokacijo objekta, bolj tona bo izraunana razdalja. Primerjavo med desno in levo sliko vršimo v korakih ene slikovne toke, torej lokacijo objekta na desni sliki doloimo na eno slikovno toko natanno. V primeru ko je zorni kot kamere enak, širina zajetih slik pa je x, potem z doloeno stopnjo posplošitve lahko reemo, da eni slikovni toki pripada zorni kot:. (3) x Iz sheme na sliki 9 izpeljemo napako razdalje, ki je posledica napane lokalizacije objekta za : tan. (4) Zavedati se moramo tudi napak samega optinega sistema kamer, ki prav tako odloilno vplivajo na konni rezultat (izraunano razdaljo). Na tem mestu omenimo predvsem radialna distorzijo, ki je najbolj problematina. Slika 9: Relativna napaka izraunane razdalje Loimo dve obliki radialne distorzije in sicer»blazino«(angl. pincushion) ter»sodek«(angl. barrel). Pojavu blazine, ki je znailen predvsem za telefoto objektive, upogne ravne linije proti središu slike. Pojav sodka upogne ravne linije proti robovom slike. Slednji pojav je pogostejši, pojavlja pa se predvsem pri širokokotnih objektivih. 5 Rezultati elovanje aplikacije smo preverili na množici stereoskopskih slik zajetih v naravnem okolju. Pri tem smo uporabili stereoskopski sistem prikazan na sliki 1. Na razdaljah 1,, 3, 4, 5 in 6 metrov pravokotno na stereoskopski sistem smo na štirih razlinih lokacijah namestili testne objekte (tablice). Slike testnih objektov smo z najvejo možno loljivostjo (3648x736) zajeli pri šestih razlinih vrednostih stereoskopske baze (, 3, 4, 5, 6 in 7 cm). Napaki sferine distorzije smo se izognili na ta nain, da smo testne objekte zajeli v centralnem delu slik, kjer so napake minimalne. Na skupno 4-ih parih stereoskopskih slik smo z našo aplikacijo izraunali razdalje do posameznih tablic. Pri izraunu razdalj smo za

referenno toko uporabili tablico na razdalji 3 metrov. Za izraun posamezne razdalje je algoritem potreboval manj kot eno sekundo. as izrauna razdalje je sicer sorazmeren z velikostjo izbranega iskalnega podroja desne slike. Veina dobljenih rezultatov se nahaja znotraj tolerance ene slikovne toke. V tabeli 1 predstavljamo povprene vrednosti napak izraunanih razdalj. Grafini prikaz rezultatov se nahaja na slikah 1 in 11. Tabela 1: Povprene vrednosti napak izraunanih razdalj v odvisnosti od velikosti stereoskopske baze [m] Povprene vrednosti napak izraunanih razdalj [m] 1m m 4m 5m 6m,,14,5, 3, 4,4,3,9,3 1,4,,9,4,7,3 1, 1,6,3,5,5,,8 1,3 1,8,6,4,,7 1, 1,5,7,4,1,6,9 1,3 Slika 1: Povprene vrednosti napak izraunanih razdalj za testne objekte na razdaljah 1, in 4 metrov Slika 11: Povprene vrednosti napak izraunanih razdalj za testne objekte na razdaljah 5 in 6 metrov 6 Literatura [1] M. Vidmar, AC sodobne stereofotografije z maloslikovnimi kamerami, Cetera, 1998. [] H. Walcher, Position sensing - Angle and distance measurement for engineers, Second edition, utterworth-heinemann Ltd., 1994. [3] Welt der stereoskopie, http://www.stereoskopie.com, (3.4.8). [4] J. Carnicelli, Automatic alignment of stereo cameras, http://www.alexandria.nu/ai/blog/entry.asp?e=31, (9.11.7). [5] J. Carnicelli, Stereo vision: measuring object distance using pixel offset, http://www.alexandria.nu/ai/blog/entry.asp?e=3, (9.11.7). [6]. Vrani and S. L. Smith, Permanent synchronization of camcorders via LANC protocol, Stereoscopic displays and virtual reality systems XIII : 16-19 January, 6, San Jose, California, USA, (SPIE, vol. 655). [7]. Vrani, Synchronisation of two camcorders with PI controller - 3 LANC master, Proceedings of the 6th International Ph Workshop on Systems and Control, October 4-8, 5, Izola, Simonov zaliv, Slovenia : young generation viewpoint. Ljubljana: Institut Jožef Stefan, 5, 14.