Cílem práce je analýza obrazové informace zaměřená na zpřesnění pozice světelných stop generovaných laserovými diodami. Poloha světelných stop je vstupní informací z digitální kamery vybavené CCD alternativně CMOS obrazovými snímači při řízení mobilního robotického systému. Analýza obrazu zahrnuje zkreslení optického členu a obrazového snímače. Eliminace zkreslení je dosaženo aplikací kalibračního modelu kamery. Poloha světelných stop se určí pomocí lícovacího algoritmu. Ověření kombinací nalezených světelných stop je realizováno pomocí inverzní afinní transformace. Aproximace užitím 2-D Gaussova rozdělení zpřesňuje polohy středů světelných stop. Vyhodnocovací algoritmy jsou implementovány v prostředí MATLAB.
Annotation in English
Master thesis are focused on the analyse of the image information for the accuracy of the positioning of the laser diode’s light spots which creates input information for the control of mobile robotic system. An image processing of the digital camera with 2-D CCD or CMOS sensors is described in order to eliminate the optical member and image sensor distortion. For the first the laser light spots positions are determined using basic matching algorithm. Then for the verification of the detected laser light spots combinations is used inverse affine transformation. Using 2-D Gauss distribution is estimated precise position of the centre of the lasers light spots. Evaluation algorithm are implemented in MATLAB
Cílem práce je analýza obrazové informace zaměřená na zpřesnění pozice světelných stop generovaných laserovými diodami. Poloha světelných stop je vstupní informací z digitální kamery vybavené CCD alternativně CMOS obrazovými snímači při řízení mobilního robotického systému. Analýza obrazu zahrnuje zkreslení optického členu a obrazového snímače. Eliminace zkreslení je dosaženo aplikací kalibračního modelu kamery. Poloha světelných stop se určí pomocí lícovacího algoritmu. Ověření kombinací nalezených světelných stop je realizováno pomocí inverzní afinní transformace. Aproximace užitím 2-D Gaussova rozdělení zpřesňuje polohy středů světelných stop. Vyhodnocovací algoritmy jsou implementovány v prostředí MATLAB.
Annotation in English
Master thesis are focused on the analyse of the image information for the accuracy of the positioning of the laser diode’s light spots which creates input information for the control of mobile robotic system. An image processing of the digital camera with 2-D CCD or CMOS sensors is described in order to eliminate the optical member and image sensor distortion. For the first the laser light spots positions are determined using basic matching algorithm. Then for the verification of the detected laser light spots combinations is used inverse affine transformation. Using 2-D Gauss distribution is estimated precise position of the centre of the lasers light spots. Evaluation algorithm are implemented in MATLAB
Současný směr při řízení a navigaci adaptivních robotů je orientován na optoelektronické systémy skládající se z CCD popřípadě CMOS kamerového systému a strukturovaných světelných útvarů ze zářičů, zpravidla laserových diod. Cílem diplomové práce je rozbor a ověření měřícího řetězce na vzorkování obrazové informace o poloze světelných stop laserových zářičů pro řízení adaptivního mobilního robotického systému.
Cíle diplomové práce:
1. Zhodnocení současného stavu techniky v oblasti optoelektronických kamerových systémů.
2. Popis a rozbor možností použitého kamerového systému.
3. Analýza linearity a přesnosti optického zobrazení použitého objektivu.
4. Zvýšení přesnosti rozpoznávání obrazové informace o poloze světelných stop.
5. Elementární algoritmy rozpoznávání tvaru světelné stopy.
Research Plan
Současný směr při řízení a navigaci adaptivních robotů je orientován na optoelektronické systémy skládající se z CCD popřípadě CMOS kamerového systému a strukturovaných světelných útvarů ze zářičů, zpravidla laserových diod. Cílem diplomové práce je rozbor a ověření měřícího řetězce na vzorkování obrazové informace o poloze světelných stop laserových zářičů pro řízení adaptivního mobilního robotického systému.
Cíle diplomové práce:
1. Zhodnocení současného stavu techniky v oblasti optoelektronických kamerových systémů.
2. Popis a rozbor možností použitého kamerového systému.
3. Analýza linearity a přesnosti optického zobrazení použitého objektivu.
4. Zvýšení přesnosti rozpoznávání obrazové informace o poloze světelných stop.
5. Elementární algoritmy rozpoznávání tvaru světelné stopy.
Recommended resources
[1] KREIDL M., Senzory. Vydavatelství ČVUT, Praze 1993. 141 s.
[2] ŠKRÁŠEK J., Základy aplikované matematiky I. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury. 1989. ISBN 80-03-00150-1.
[3] SÁSIK J., Viaczložkové snímače síl a momentov, Bratislava: Slovenská Technická Univerzita v Bratislave, 2000, 203s, ISBN 80-227-1438-0.
[4] KVASNICA M., Head Joystick and Interactive Positioning for the Wheelchair Proceeding of the ICOST 2003. In 1th IEEE International Conference on Smart Homes and Health Telematics. Paris, 2003, France.
[5] http://www.neovision.cz
[6] http://www.humusoft.cz
[7] http://www.humusoft.cz/MATLAB/MATLAB.htm
[8] http://www.mathworks.com/
[9] http://www.dlr.de/
Recommended resources
[1] KREIDL M., Senzory. Vydavatelství ČVUT, Praze 1993. 141 s.
[2] ŠKRÁŠEK J., Základy aplikované matematiky I. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury. 1989. ISBN 80-03-00150-1.
[3] SÁSIK J., Viaczložkové snímače síl a momentov, Bratislava: Slovenská Technická Univerzita v Bratislave, 2000, 203s, ISBN 80-227-1438-0.
[4] KVASNICA M., Head Joystick and Interactive Positioning for the Wheelchair Proceeding of the ICOST 2003. In 1th IEEE International Conference on Smart Homes and Health Telematics. Paris, 2003, France.
[5] http://www.neovision.cz
[6] http://www.humusoft.cz
[7] http://www.humusoft.cz/MATLAB/MATLAB.htm
[8] http://www.mathworks.com/
[9] http://www.dlr.de/
