Получение 3D модели объекта на основе стереозрения

Информационные технологии

Abstract

Представлен метод получения 3D модели объекта с использованием двух камер. Существуют различные методы получения 3D информации. Данный метод основан на стереозрении и, в отличие от других решений, не нуждается в лазере, ультразвуковом преобразователе или других дорогих сенсорах. Стереозрение – это технология, которая позволяет получать трехмерную информацию при помощи двух или более камер. Основные шаги стереозрения: калибровка – процесс получения внутренних и внешних параметров камеры; ректификация – процесс выравнивания изображений, чтобы их плоскости были параллельны; стереосопоставление – задача нахождения соответствующих точек между изображениями; триангуляция – нахождение координат точек, зная соответствующие точки и параметры камер. Объект ставится перед камерами и вращается, для каждого вращения имеем пару изображений. Для каждой пары изображений (изображения левой и правой камер) находим соответствующие точки при помощи Semi-Global Matching (SBM) алгоритма. В результате получаем карту смещений. По карте смещений, зная параметры камер при помощи триангуляции, строим карту глубины и соответствующее облако точек – множество точек с трехмерными координатами. Далее для каждого облака точек отделяем объект от сцены, получая облако точек только объекта. Для получения 3D модели эти облака точек разных ракурсов нужно соединить в одну единую модель – этот процесс называется регистрацией. Для регистрации используем Iterative Closest Point (ICP) алгоритм, поочередно соединяя следующее облако точек с глобальной моделью.