Calibração automática para sistema de localização Multi-câmara

Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores - Sistemas Autónomos

Os sistemas autónomos, nomeadamente sistemas robóticos moveis, estão cada vez mais presentes no nosso quotidiano, desta forma surge a necessidade de colocar em prática novas técnicas capazes de suportar o seu desenvolvimento. Nos dias que correm são frequentemente utilizados sistemas de ground thruth baseados em sistemas multi-câmara como técnica de apoio ao desenvolvimento de sistemas autónomos. Nesta dissertação são abordadas técnicas de optimização do processo de calibração dos parâmetros extrínsecos em sistemas multi-câmara, sem que, para tal, seja necessária a aplicação de técnicas exaustivas, demoradas e passiveis _a introdução de erros. Desta forma esta dissertação propõe o desenvolvimento de uma ferramenta para calibração dos parâmetros extrínsecos de sistema de ground truth com base em diferentes abordagens para aplicações de em diferentes cenários. Uma das abordagens utilizadas visa a utilização do método de estimação dos pontos de fuga. Este destina-se a ser aplicado em cenários estruturados em que sejam predominantes linhas paralelas entre si e também com o referencial global. Foi também abordada a utilização do método de decomposição de homografia planar, este tem como alvo os cenários de aplicação em que seja predominante pelo menos um plano. No presente documento são demonstrados detalhadamente o desenvolvimento dos métodos de calibração das câmaras, bem como a implementação efetuada para a construção do setup experimental necessário para a obtenção de resultados para a validação e caracterização dos métodos implementados.

The autonomous systems, especially mobile robotic systems are ever more present in our daily lives, so there is a need to put into practice new techniques to support their development. These days multi-camera ground truth systems are often used to in order to achieve this purpose. This dissertation addresses optimization of calibration techniques for multi-camera systems without the need to apply exhaustive techniques, with high time consumption, liable to introduce systematic errors. This thesis proposes the development of an automatic tool for extrinsic parameters calibration of ground-truth multi-camera systems to to overall applications in such different scenarios. One of the used approaches aims the estimation of vanishing points. This is intended to be applied to scenarios with structured lines parallel with the global framework. It was also addressed the usage of the planar homography decomposition method, this is liable to be applied in environments predominant planes on it. In this document are shown in detail the development of the cameras calibration methods and the implementation made for the construction of experimental setup necessary to obtain results for the validation and characterization of implemented.