Συντάχθηκε 27-04-2015 14:59
από Esthir Gelasaki
Email συντάκτη: egelasaki<στο>tuc.gr
Ενημερώθηκε:
-
Ιδιότητα: υπάλληλος.
ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ
Σχολή Ηλεκτρονικών Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών
Πρόγραμμα Προπτυχιακών Σπουδών
ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
ΡΕΜΑΤΣΚΑ ΓΕΩΡΓΊΑΣ
με θέμα
Υπολογισμός Απόστασης από μονή κάμερα και πολλαπλές πηγές φωτός
Depth Perception From a Single Camera and Multiple Light Sources
Τρίτη 28 Απριλίου 2015, 2:00 μ.μ.
Αίθουσα 2042, Κτίριο Επιστημών, Πολυτεχνειούπολη
Εξεταστική Επιτροπή
Καθηγητής Δόλλας Απόστολος (επιβλέπων)
Καθηγητής Μιχάλης Ζερβάκης
Αναπληρωτής Καθηγητής Ιωάννης Παπαευσταθίου
Περίληψη
H 3D όραση υπήρξε αντικείμενο έρευνας για πολλές δεκαετίες. Χρησιμοποιώντας εικόνες η 3η διάσταση χάνεται. Τα τελευταία χρόνια έχουν αναπτυχθεί πολλές τεχνικές που ως στόχο έχουν την εύρεση του βάθους μέσα από εικόνες. Τα πιο διαδεδομένα είναι η Στερεοσκοπική όραση(Stereo Vision), Fringe Projection, Laser Scanning ή συνδυασμός τους. Όλες οι τεχνικές αποδίδουν εξαιρετικά για κάποιες εφαρμογές αλλά υστερούν σε άλλες. Για παράδειγμα, το Laser Scanning range finder είναι ένα υψηλού κόστους σύστημα, επομένως υπάρχει η ανάγκη για την ανάπτυξη ενός αντίστοιχου χαμηλού κόστους, υψηλής ταχύτητας και υψηλής ευκρίνειας. Σε αυτή την εργασία παρουσιάζεται μια νέα προσέγγιση για την εκτίμηση του βάθους χρησιμοποιώντας μια κάμερα σε συνδυασμό με δυο φασματικά διακριτές πηγές για την χαρτογράφηση της επιφάνειας του δρόμου. Μπορούμε να εξάγουμε το βάθος με το να επεξεργαστούμε τις διαφορετικές αντανακλάσεις από της δυο πηγές στην εικόνα. Η βασική πληροφορία βρίσκεται στο λόγο μπλε προς κόκκινο των δύο φωτεινών πηγών, ο οποίος με κατάλληλη βαθμονόμηση συσχετίζεται με το βάθος. Η μεθοδολογία αναπτύχθηκε πρώτα στη MATLAB και στη συνέχεια υλοποιήθηκε σε FPGA. Το σύστημα είναι βελτιστοποιημένο ώστε να καταλαμβάνει τους ελάχιστους πόρους και να επιτυγχάνει υψηλή συχνότητα ενώ μπορεί παράλληλα να θεωρηθεί και σύστημα πραγματικού χρόνου.
Abstract
3D Vision has always been a subject of research for many decades. The use of images results in the loss of the 3rd dimension. Many techniques have been developed over the years that aim in acquiring depth from images. Among the most widespread are stereo vision, fringe projection, laser scanning or combinations of them, all of which have shown high quality results but unsuitable for some classes of applications. For example, laser scanning rangefinders are not low-cost system. Hence, there is a need to develop a low cost, high speed, high resolution system for 3D vision. In this thesis a novel approach is presented to estimate depth using a single camera combined with two spectrally distinct light sources for road surface measurements. The light sources consist of two sets of LED arrays. Depth information can be extracted, by processing the different reflections in the image from the two light sources. The basic information of depth estimation lies in their blue to red ratio, which with appropriate calibration is correlated to depth. The methodology was first developed in MATLAB and then was implemented on FPGA. The system is real time and fully optimized to have the minimum hardware resources and high frequency of operation for high resolution images.
