Berechnung Von Tiefenbildern Und Punktwolken - Roboception rc visard Montage- Und Betriebsanleitung

6.2. Stereo-Matching
Um Disparitätswerte zu berechnen, muss der Stereo-Matching-Algorithmus die zugehörigen Objekt-
punkte im linken und rechten Kamerabild nden. Diese Punkte stellen jeweils den gleichen Objektpunkt
in der Szene dar. Für das Stereo-Matching nutzt der rc_visard SGM (Semi-Global Matching). Dieser Algo-
rithmus 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 ei-
ne gewisse Textur verfügt, durch Muster oder Ober ächenstrukturen. Bei einer gänzlich untexturierten
Szene, wie einer weißen Wand ohne jede Struktur, können Disparitätswerte entweder nicht berech-
net werden, oder aber die Ergebnisse sind fehlerhaft oder von geringer Kon denz (siehe
Fehlerbilder, Abschnitt 6.2.3). Bei der Textur in der Szene sollte es sich nicht um ein künstliches, regelmä-
ßig wiederkehrendes Muster handeln, da diese Strukturen zu Mehrdeutigkeiten und damit zu falschen
Disparitätsmessungen führen können.
Für schwach texturierte Objekte oder in untexturierten Umgebungen 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. Der rc_visard bietet das IOControl-
Modul als optionales Softwaremodul (siehe
Musterprojektor ansteuern kann.

6.2.2 Berechnung von Tiefenbildern und Punktwolken

Die folgenden Gleichungen zeigen, wie sich die tatsächlichen 3D-Koordinaten
punkts bezogen auf das Kamera-Koordinatensystem aus den Pixelkoordinaten
bilds und dem Disparitätswert
�� die Brennweite nach der Rekti zierung (in Pixeln) und �� der während der Kalibrierung ermit-
wobei
telte Stereo-Basisabstand (in Metern) ist. Diese Werte werden auch über die GenICam-Schnittstelle zur
Verfügung gestellt (siehe
Bemerkung: Das Kamera-Koordinatensystem des rc_visard ist in
de niert.
Bemerkung: Der rc_visard stellt über seine verschiedenen Schnittstellen einen Brennweitenfaktor
bereit. Er bezieht sich auf die Bildbreite, um verschiedene Bildau ösungen zu unterstützen. Die
Brennweite �� in Pixeln lässt sich leicht bestimmen, indem der Brennweitenfaktor mit der Bildbrei-
te (in Pixeln) multipliziert wird.
Es ist zu beachten, dass für Gleichungen (6.1) davon ausgegangen wird, dass das Bildkoordinatensystem
im Bildhauptpunkt zentriert ist, der üblicherweise in der Bildmitte liegt, und dass sich
Mitte des Pixels bezieht, durch Addieren von 0.5 auf die ganzzahligen Pixelkoordinaten. In der folgenden
Abbildung ist die De nition des Bildkoordinatensystems dargestellt.
Roboception GmbH
Handbuch: rc_visard
IOControl und
�� in Pixeln berechnen lassen:
�� =
��
�� =
��
�� =
��
Besondere Parameter der GenICam-Schnittstelle des
Projektor-Kontrolle, Abschnitt 6.8), das einen
�� ��
��
��
�� ��
��
��
�� ��
,
��
Koordinatensysteme
41
Kon denz- und
�� , �� , �� eines Objekt-
�� �� ��
�� , �� des Disparitäts-
�� ��
(6.1)
rc_visard, Abschnitt 8.2.4).
(Abschnitt 3.7)
�� , ��
auf die
�� ��
Rev: 21.01.1
Status: 30.01.2021