Berechnung Von Tiefenbildern Und Punktwolken - Roboception rc visard Bedienungsanleitung

zwischen ungültigen Disparitätsmessungen und Messungen, bei denen die Disparität aufgrund der unendlich weit
entfernten Objekte 0 beträgt, unterscheiden zu können, wird der Disparitätswert für den letztgenannten Fall auf
den kleinstmöglichen Disparitätswert über 0 gesetzt.
Um Disparitätswerte zu berechnen, muss der Stereo-Matching-Algorithmus die zugehörigen Objektpunkte im
linken und rechten Kamerabild finden. Diese Punkte stellen jeweils den gleichen Objektpunkt in der Szene dar.
Für das Stereo-Matching nutzt der rc_visard SGM (Semi-Global Matching). Dieser Algorithmus zeichnet sich
durch eine kurze Laufzeit aus und bietet, insbesondere an Objekträndern, bei feinen Strukturen und in schwach
texturierten Bereichen, eine hohe Genauigkeit.
Unabhängig vom eingesetzten Verfahren ist es beim Stereo-Matching wichtig, dass das Bild über eine gewisse
Textur verfügt, durch Muster oder Oberflächenstrukturen. Bei einer gänzlich untexturierten Szene, wie einer wei-
ßen Wand ohne jede Struktur, können Disparitätswerte entweder nicht berechnet werden oder aber die Ergebnisse
sind fehlerhaft oder von geringer Konfidenz (siehe
tur in der Szene sollte es sich nicht um ein künstliches, regelmäßig wiederkehrendes Muster handeln, da diese
Strukturen zu Mehrdeutigkeiten und damit zu falschen Disparitätsmessungen führen können.
Wird der rc_visard in untexturierten Umgebungen eingesetzt, lässt sich mithilfe eines externen Musterprojektors
eine statische künstliche Struktur auf die Szene projizieren. Dieses projizierte Muster sollte zufällig sein und keine
wiederkehrenden Strukturen enthalten.

6.2.2 Berechnung von Tiefenbildern und Punktwolken

Die folgenden Gleichungen zeigen, wie sich die tatsächlichen 3D-Koordinaten ��
Sensor-Koordinatensystem (Koordinatensysteme, Abschnitt 3.7) aus den Pixelkoordinaten ��
bilds und dem Disparitätswert �� in Pixeln berechnen lassen:
wobei �� die Brennweite nach der Rektifizierung (in Pixeln) und �� der während der Kalibrierung ermittelte Stereo-
Basisabstand (in Metern) ist. Diese Werte werden auch über die GenICam-Schnittstelle zur Verfügung gestellt
(siehe Besondere Parameter der GenICam-Schnittstelle des
Hinweis: Der rc_visard stellt über seine verschiedenen Schnittstellen einen Brennweitenfaktor bereit. Er be-
zieht sich auf die Bildbreite, um verschiedene Bildauflösungen zu unterstützen. Die Brennweite �� in Pixeln
lässt sich leicht bestimmen, indem der Brennweitenfaktor mit der Bildbreite (in Pixeln) multipliziert wird.
Es ist zu beachten Sie, dass für Gleichungen (6.1) davon ausgegangen wird, dass das Bildkoordinatensystem in
der Bildmitte zentriert ist. In der folgenden Abbildung ist die Definition des Bildkoordinatensystems dargestellt.
Abb. 6.3: Bildkoordinatensystem: Der Ursprung des Bildkoordinatensystems befindet sich in der Bildmitte – �� ist
die Bildbreite und ℎ die Bildhöhe.
Die Gesamtheit aller aus dem Disparitätsbild errechneten Objektpunkte ergibt eine Punktwolke, die für 3D-
Modellierungsanwendungen verwendet werden kann. Das Disparitätsbild kann in ein Tiefenbild umgewandelt
werden, indem der Disparitätswert jedes Pixels durch den Wert ��
6.2. Stereo-Matching
Konfidenz- und Fehlerbilder, Abschnitt 6.2.3). Bei der Tex-
�� ��
��
�� =
��
��
�� ��
��
�� =
��
��
�� ��
�� = ,
��
��
rc_visard, Abschnitt 7.1.1).
ersetzt wird.
��
, �� , ��
eines Objektpunkts im
�� �� ��
, �� des Disparitäts-
�� ��
(6.1)
33