Construction of an Optical Tracking System
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Master's thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Location:
P1 Ark Aalto
P1 Ark Aalto
Authors
Date
Department
Major/Subject
Mcode
T-111
Degree programme
Language
en
Pages
9 + 96 s. + liitt. 2 s.
Series
Abstract
Tässä diplomityössä kuvataan reaaliaikaisen optisen seurantajärjestelmän suunnittelu ja toteutus. Järjestelmän keskeisenä toimintona on 3d-pistejoukon muodostaminen monen näkymän 2d-havaintojen perusteella. Seurantaa voidaan suorittaa nimetyille ja nimeämättömille pisteille. Nimettyjä pisteitä korreloidaan ajassa edellisiin havaintoihin, kun taas nimemättömät muodostetaan ilman ennakkotietoja havainnoista. Järjestelmällä on mahdollista seurata myös pistepohjaisia kappaleita, josta esimerkkinä on toteutettu kepin ja koordinaatiston seuranta. Kiinteiden kappaleiden seurannassa hyödynnetään sovelluskohtaisia malleja, joiden avulla pistejoukkoja voidaan tunnistaa. Järjestelmä tukee rinnakkaista kuvankäsittelyä ja skaalautuu kamerojen ja prosessorien lukumäärän suhteen. Järjestelmän rakentaminen jakautuu laitteisto- ja ohjelmistopuoleen. Laitteistopuoleen kiinnitetään huomiota, koska olemassa olevat kaupalliset järjestelmät ovat kalliita. Työssä muunnetaan kuluttajaluokan kamerat seuraamaan kohteena toimivia heijastavia palloja infrapuna-alueella. Ohjelmisto käyttää nopeita ja tarkkoja menetelmiä optiseen seurantaan. Epipolaarirajoitetta käytetään havaintojen korrelointiin näkymäpareissa, mutta rekonstruktiossa hyödynnetään kaikkia näkymiä. Pisteiden 3d-rekonstruktio perustuu "bundle-adjustment"-menetelmään, jonka toteuttamiseen käytetään laajennettua Kalman-suodinta. Projektiot antavat kannatusluvun rekonstruoiduille pisteille, jonka avulla moninkertaiset ja väärät pisteet voidaan suodattaa pois.Description
Supervisor
Takala, TapioThesis advisor
Takala, TapioKeywords
optical tracking, optinen seuranta, computer vision, tietokonenäkö, spatial correlation, spatiaalinen korrelaatio, temporal correlation, temporaalinen korrelaatio, Kalman filter, Kalman-suodatin, EKF, EKF, structure recognition, rakenteen tunnistaminen, camera model, kameramalli, lens distortion, linssivääristymä, real-time, reaaliaikaisuus