스테레오 카메라 캘리브레이션 방법 및 이를 이용한 3차원 형상의 자세 추정에 관한 연구
DC Field | Value | Language |
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dc.contributor.advisor | 범진환 | - |
dc.contributor.author | 남민희 | - |
dc.date.accessioned | 2019-10-21T07:27:11Z | - |
dc.date.available | 2019-10-21T07:27:11Z | - |
dc.date.issued | 2016-02 | - |
dc.identifier.other | 21376 | - |
dc.identifier.uri | https://dspace.ajou.ac.kr/handle/2018.oak/18819 | - |
dc.description | 학위논문(석사)--아주대학교 일반대학원 :기계공학과,2016. 2 | - |
dc.description.abstract | 한 대의 카메라로는 2차원 영상 이미지 밖에 얻을 수 없기 때문에 3차원 물체의 자세 추정에 한계가 있다. 두 대의 카메라로 구성된 스테레오 비전 시스템은 이 문제를 해결하여 3차원 물체의 위치 및 방향을 추정할 수 있다. 본 논문의 목적은 두 가지로 첫째는 보다 정확한 스테레오 카메라 캘리브레이션 방법을 연구하고 이를 이용하여 스테레오 비전 시스템을 구성하는 것이다. 스테레오 비전 시스템을 구성하려면 각 카메라의 카메라 캘리브레이션과 스테레오 카메라 캘리브레이션이 필요하다. 디지털 카메라는 3차원 공간상의 물체를 촬영하게 되면 Pixel단위의 2D 디지털 정보로 값을 출력한다. 따라서 이 정보가 가치 있기 위해서는 mm 단위의 실공간의 정보로 바꿔야 한다. 카메라 캘리브레이션은 Pixel 단위의 2D 디지털 정보와 mm 단위의 실제 공간상의 정보간의 변환관계를 알아내고 영상의 왜곡을 보정하는 방법이다. 스테레오 카메라 캘리브레이션은 앞서 카메라 캘리브레이션을 통해 얻은 각 카메라의 정보를 이용하여 ‘두 카메라 간의 기하학적 위치 관계’를 알아내는 방법이다. 두 카메라로 측정하려하는 위치를 동시에 볼 수 있도록 하드웨어를 구성하고 캘리브레이션을 수행하여 각 카메라의 기하학적 구조와 두 카메라간의 위치 관계를 알아내어 스테레오 비전 시스템을 구성하였다. 둘째로는 구성한 스테레오 비전 시스템을 이용하여 3차원 공간상의 직선과 원의 자세를 추정하였다. 3차원 공간상의 직선은 직선의 방향벡터와 직선위의 한 점을 알면 그 자세를 구할 수 있다. 3차원 공간상의 원의 경우는 원의 중심점과 원의 법선벡터, 원의 반지름을 알면 3차원 공간상의 원의 자세를 구할 수 있다. 본 논문에서는 3차원 공간상의 형상과 영상에 촬영된 형상간의 투영관계를 이용하여 3차원 공간상의 직선과 원의 자세를 추정하는 Closed Form Solution을 제시하였다. | - |
dc.description.tableofcontents | 제 1장. 서론 1 1.1 연구 배경 1 1.2 연구 목적 2 1.3 연구 내용 2 제 2장. 단일 및 스테레오 카메라 캘리브레이션 3 2.1 서론 3 2.2 단일 카메라 캘리브레이션 4 2.2.1 카메라 기하학적 모델 4 2.2.2 카메라 영상 왜곡 보정 모델 7 2.2.3 최적화 문제 정의 8 2.3 스테레오 카메라 캘리브레이션 9 2.3.1 스테레오 카메라 캘리브레이션 모델 9 2.3.2 최적화 문제 정의 11 제 3장. 스테레오 카메라 캘리브레이션 및 잔류 오차 분석 실험 12 3.1 서론 12 3.2 실험 장비 12 3.3 캘리브레이션 절차 및 잔류 오차 분석 실험 방법 14 3.3.1 단일 카메라 캘리브레이션 절차 14 3.3.2 스테레오 카메라 캘리브레이션 절차 15 3.3.3 잔류 오차 분석 실험 방법 정의 16 3.4 잔류 오차 분석 실험 결과 및 오차 분석 16 제 4장. 3차원 형상의 자세 추정 19 4.1 서론 19 4.2 스테레오 비전 기하 관계식 20 4.2.1 카메라 Normalized Plane과 3차원 공간상의 평면간의 투영관계식 20 4.2.2 스테레오 비전 시스템 좌표계 변환 관계 21 4.3 3차원 직선의 자세 추정 22 4.3.1 3차원 공간상의 직선Q 모델링 22 4.3.2 Normalized Plane에 투영된 직선C 모델링 23 4.3.3 3차원 공간상의 직선Q와 투영된 직선C 간의 관계식 24 4.3.4 직선의 방향벡터 추정 25 4.3.5 직선 위의 한 점 추정 26 4.4 3차원 원의 자세 추정 27 4.4.1 3차원 공간상의 원Q 모델링 27 4.4.2 Normalized Plane에 투영된 타원C 모델링 28 4.4.3 3차원 공간상의 원Q와 투영된 타원C 간의 관계식 29 4.4.4 Scale Factor의 계산 30 4.4.5 원의 법선 벡터 추정 32 4.4.6 원의 중심점 추정 34 4.4.7 원의 반지름 추정 35 제 5장. 3차원 형상의 자세 추정 실험 및 오차 분석 36 5.1 서론 36 5.2 실험 장비 36 5.3 직선 추정 실험 결과 및 오차 분석 37 5.3.1 실험 방법 37 5.3.2 반복 측정 오차 37 5.3.3 측정 오차 38 5.4 원 추정 실험 결과 및 오차 분석 39 5.4.1 실험 방법 39 5.4.2 반복 측정 오차 39 5.4.3 측정 오차 40 제 6장. 결론 및 향후 연구 방향 41 Appendix. 42 A. 타원 행렬의 역행렬의 Eigenvalue. 42 B. 3차원 형상의 자세 추정 실험결과 표 44 참 고 문 헌 50 | - |
dc.language.iso | kor | - |
dc.publisher | The Graduate School, Ajou University | - |
dc.rights | 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다. | - |
dc.title | 스테레오 카메라 캘리브레이션 방법 및 이를 이용한 3차원 형상의 자세 추정에 관한 연구 | - |
dc.title.alternative | A study on stereo camera calibration method and Estimation of three-dimensional features’ position/orientation | - |
dc.type | Thesis | - |
dc.contributor.affiliation | 아주대학교 일반대학원 | - |
dc.contributor.alternativeName | Nam MinHee | - |
dc.contributor.department | 일반대학원 기계공학과 | - |
dc.date.awarded | 2016. 2 | - |
dc.description.degree | Master | - |
dc.identifier.localId | 739572 | - |
dc.identifier.url | http://dcoll.ajou.ac.kr:9080/dcollection/jsp/common/DcLoOrgPer.jsp?sItemId=000000021376 | - |
dc.subject.keyword | stereo camera | - |
dc.subject.keyword | circle | - |
dc.subject.keyword | straight line | - |
dc.subject.keyword | pose determinant | - |
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