最新kinect外文文献翻译.doc
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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-datekinect外文文献翻译3D与Kinect3D与Kinect扬斯米谢克,米哈尔Jancosek和Tomas Pajdla控制论,费用,在布拉格捷克技术大学的CMP摘要- 我们分析的Kinect作为3D测量设备,实验调查深度测量分辨率和误差性能和使超高动力学的定量比较精度立体声重建从单反相机和一个3D-TOF相机。我们提出的Kinect几何模型和它的校准程序提供精确的校
2、准Kinect的3D测量和Kinect摄像头。我们通过整合演示的Kinect校准的功能它变成一个SFM管道,其中三维测量从运动的Kinect被变换成一个共同的坐标系统通过从比赛计算相对姿态彩色摄像机。1.简介 Kinect正成为一个重要的三维传感器。它接收了大量的关注表示感谢,以人迅速对构成三维测量上开发识别系统。测量的成本低,可靠性承诺使Kinect的主要3D测量室内机器人,三维场景重建设备,和物体识别。 在本文中,我们提供的几何分析Kinect的,设计它的几何模型,提出了一个校准过程,并展示其性能。方法建模Kinect的几何形状,从而出现近日,为了解一个良好的基础传感器。主要有以下几种最相
3、关的作品。文献结合OpenCV的摄像机标定用Kinect的逆差距的计量模型来获得基本Kinect的校准程序。他没有学习Kinect的传感器的特定功能,并没有纠正他们。几乎相同的程序实施活性氧,其中该红外线之间的表观位移和深度图像被校正。这种做法的另一个变化出现在,其中的OpenCV校准替换通过Bouguet的校准工具箱。我们建立在以前的工作之上,并设计了一个精确的校准程序的基础上考虑的几何模型,以及作为一个额外的校正程序会计“学习”对于剩下的非建模误差。我们使用全相机型号和他们的校准程序为实现在,超高动力学逆视差之间的关系和深度如,正确深度和红外图像位移如,并添加其他校正训练有素的校准板的例子
4、。我们证明该校准超高动力学可以与结构相结合运动来获得三维数据一致的坐标系中,允许通过多视角来构建观测到的景物的表面立体声。我们的对比表明,Kinect是优越在精度SwissRanger SR-40003D-TOF相机接近中等分辨率单反立体声钻机。我们的研究结果是根据10其中兼容观测关于Kinect的深度量化被提及。图1. Kinect的由红外(IR)投影仪,红外照相机和RGB摄像头。图2. Kinect的两尼康D60单反相机钻机。2.作为Kinect的三维测量装置 Kinect是由一个红外投影仪的复合设备一图案和IR照相机,其用于三角测量点在太空中。它可以作为一个深度摄像头,以及一颜色(RGB
5、)相机,它可以用来识别图像内容和纹理的3D点,图1作为测定装置,超高动力学提供三种输出:红外图像,RGB图像,以及(逆向)深度图像。2.1 红外图像 IR(12801024像素的5745度视场,6.1 mm焦距长,5.2m像素大小)摄像头是用来观察和解码红外投射图案三角3D场景。如果由卤素灯16,19,同时提供适当的照明红外投影受阻,如图7(c,d)中,它可以可靠地校正由2使用用于相同的棋盘图案在RGB摄像头。相机表现出不可忽略的径向和切向变形,标签2。2.2 RGB图像 RGB(12801024像素的6350度视场,2.9毫米焦距,2.8m像素大小)相机提供介质质量的图像。它可以由2进行校准
6、和用于跟踪由SFM系统,例如照相机运动17,7。2.3 深度图像 超高动力学的主要原料输出是对应的图像到的深度在场景中。而不是提供实际深度z,Kinect的返回“逆深度”d图。图3(a)。考虑到深度分辨率达到的Kinect的(部分2.4),我们通过模型等式。 5建议在3。深度图像是通过三角测量构造从红外图像和投影,因此它是由IR图象,等式“携带”。 5。2.4 深度解析图3(b,c)表示深度分辨率的函数距离。深度决议通过移动测量Kinect的距离(0.5米,15米)从平面靶足够精心录制返回所有值约5视图围绕图像中心领域。量化步骤q的大小,也就是距离两个连续的记录值之间,被发现是深度z的以下函数
7、:q(z) = 2.73 z2 + 0.74 z 0.58 mm. (1)以Z米。 q中开始,RESP值。的操作范围在末端,分别为q(0.50 m) =0.65 mm, resp. q(15.7 m) = 685 mm.(a) Kinect逆深度作为实际深度的函数。(b)深入Kinect的量化步长Q(0-15米)。(c)Kinect的深度量化步长(0-5米细节)。2.5 红外图像和深度图像之间切换 发现IR和深度图像被移位。为了确定移位U0,V0?几个不同的目标被捕获红外和深度图像,图。图4(a)。对比目标从背景和分割出移是通过使分割的形状在确定最好对准,图图4(b)。几个实验对象不同结果形状
8、如表1所示。 1.移估计为平均值在所有实验。我们的结果表明,在深度使用尺寸的相关窗口77像素计算处理。这是接近99的窗口大小估计在11。 (a)对准前 (b)对准后图4.红外深度图像移位和校正。一个目标的红外图像显示为黑色。的深度图像目标是通过其白边表示。表1.红外深度摄像头像素位置偏移。3. Kinect的几何模型 我们建模的Kinect作为由多视图系统RGB,红外和深度摄像头。 RGB的几何模型和红外摄像机,其投射一个三维点X为图像点U,V?,由2给出的失真参数K =K1,K2,。 。 。 ,K5,摄像机标定矩阵K,旋转R和摄像机中心C6。图5.Kinect的几何模型。 超高动力学的深度相
9、机相关联的几何红外相机。它返回逆深度d沿z轴,图5,对每个像素U,V的红外摄像机作为 其中,U,V是由方程给出。 3,真正的深度z由公式。4,U0,V0按Tab键。 1,X代表一个3D的三维坐标点,以及C1和C0是模型的参数。我们联想Kinect的坐标系与红外相机,因此得到RIR=我和CIR=03D点XIR构造从测量X,Y,D在深度图像通过并投射到RGB图像作为 其中,存款保险计划是由等式给出的失真函数。 3,基里巴斯,kRGB是红外的各自失真参数和RGB摄像头,KIR是红外摄像机标定矩阵KRGB,RRGB,CRGB是校准矩阵,所述旋转矩阵和中心将RGB摄像头。4. Kinect的标定 我们校
10、正2 Kinect的摄像头一起通过展示相同的校准目标到IR和RGB照相机,图7(c)。以这种方式,两个照相机被校准w.r.t.该相同的3D点和相机WRT的因此姿势点可以链接给他们的相对姿态,图8.以直角坐标红外相机作为系统Kinect的全球坐标系,使相机相对造成等于RRGB,CRGB。标签。 2,第3显示内部参数和图图6显示效果在摄像机的扭曲。我们包括切线畸变,因为它的非忽略增加了整体三维测量的精度。图。图7(a)示出了该IR图像在正常运行的Kinect标定板当它是由其IR发射照亮。更好的图像是通过阻断红外投影仪和照明获得由卤素灯图偏出。图7(b)。图6.既Kinect的摄像头预估失真的影响。
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