Catadioptric stereo based on structured light projection

Abstract

La percepció per visió es millorada quan es pot gaudir d'un camp de visió ampli. Aquesta tesi es concentra en la percepció visual de la profunditat amb l'ajuda de càmeres omnidireccionals. La percepció 3D s'obté generalment en la visió per computadora utilitzant configuracions estèreo amb el desavantatge del cost computacional elevat a l'hora de buscar els elements visuals comuns entre les imatges. La solució que ofereix aquesta tesi és l'ús de la llum estructurada per resoldre el problema de relacionar les correspondències. S'ha realitzat un estudi sobre els sistemes de visió omnidireccional. S'han avaluat vàries configuracions estèreo i s'ha escollit la millor. Els paràmetres del model són difícils de mesurar directament i, en conseqüència, s'ha desenvolupat una sèrie de mètodes de calibració. Els resultats obtinguts són prometedors i demostren que el sensor pot ésser utilitzat en aplicacions per a la percepció de la profunditat com serien el modelatge de l'escena, la inspecció de canonades, navegació de robots, etc.

Vision perception is enhanced when a large field of view is available. This thesis is focused on the visual perception of depth by means of omnidirectional cameras. The 3D sensing is obtained in computer vision by means of stereo configurations with the drawback of feature matching between images. The solution offered in this dissertation uses structured light projection for solving the matching problem. First, a survey on omnidirectional vision systems was realized. Then, the sensor design was addressed and the particular stereo configuration of the proposed sensor was decided. An accurate model is obtained by a careful study of both components of the sensor. The model parameters are measured by a set of calibration methods. The results obtained are encouraging and prove that the sensor can be used in depth perception applications such as scene modeling, pipe inspections, robot navigation, etc.