תוכן עניינים:
2025 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2025-01-13 06:57
משימת השחזור התלת -ממדי קשורה בדרך כלל לראייה דו -עינית. לחלופין, תוכל להזיז מצלמה אחת סביב האובייקט. בינתיים, אם צורת האובייקט ידועה, ניתן לפתור את המשימה מתמונה אחת. כלומר יש לך רק מצלמה אחת והיא לא זזה. בואו נראה כיצד לעשות זאת צעד אחר צעד. אנו נשתמש בקוביה של רוביק מכיוון שהיא סטנדרטית היטב ובעלת מערך תכונות עשיר. אפשר לראות בו אובייקט פשוט מאוד ובמקביל מבנה מסובך. לכן ראיית המכונה חייבת לעלות על מכשולים מהותיים כדי להשלים את המשימה.
שלב 1: הערכת מורכבות המשימה
במבט ראשון המשימה פשוטה. מצא את הקשר המרכזי שבו 3 קצוות הקוביה מתחברים וצייר את הקצוות האלה. מהקואורדינטות שלהם אפשר לחשב את המרחק מהמצלמה וזוויות הסיבוב. הבעיה היא שהקווים האלה לא קיימים. מהתמונה השמאלית רואים שכל קצה מיוצג על ידי 2 קווים מקבילים. יתר על כן, התמונה הימנית העליונה מראה שכל אחד מהם מחולק לשלושה מקטעים. יתר על כן, אם ניישם גרסה של טרנספורמציה Hough הפופולרית שיכולה לזהות קטעי קו, היא מבצעת את המשימה עם כמה טעויות שהופכות את זיהוי הקשר המרכזי לבלתי אפשרי. אם הקצוות אינם מגיעים זה לזה, אין נקודה אחת. אם הזיהוי חורג מהקצה, הוא ייראה כמו הקשר באמצע הקצה כפי שתראה בשתי התמונות הנותרות.
שלב 2: מצא את הגישה הנכונה
כאשר יותר מדי פרטים הופכים את האלגוריתמים הדטרמיניסטים לבלתי מעשיים, הגיע הזמן לשקול גישה הסתברותית. אם נחשב פרמטרים ממוצעים של התמונה, השגיאות שלהם יצטמצמו באופן מהותי ובאופן פרדוקסלי השיטה תצא אמינה יותר. ההמרה הסטנדרטית של Hough אינה מפיקה קטעי קו. רק שיפוע התטא והמרחק rho ממוצא הקואורדינטות. הם מהווים את חלק החלל Hough שמוצג למעלה. כאן תטא מתאים לציר האופקי. כתמים בהירים מסמנים קווים אפשריים בתמונה. שים לב שכמה כתמים כאלה ממוקמים זה מעל זה. אין פלא, בדימוי שלנו ישנם קווים מקבילים רבים. יש להם אותו תטא ורו.
שלב 3: חישוב תטא היסטוגרמה
בואו לזהות אשכולות כאלה. למטרה זו נסכם את הקריאות של כל הנקודות בחלל Hough עם אותה תטא. אתה רואה את ההיסטוגרמה המתאימה באיור. כמה הערות לגבי מדידות. כאשר אתה עובד עם תמונות בקואורדינטות פיקסלים, ציר ה- X הולך כרגיל, אך Y מצביע כלפי מטה ולכן מוצא הקואורדינטות הוא הפינה השמאלית העליונה ויש למדוד את התטא מציר ה- X בכיוון השעון. זכור כי כל טאטת התטא בתמונה היא 180 מעלות, תוכל לבדוק בערך ש -3 פסגות מרכזיות מייצגות 3 שיפועים בולטים בתמונה.
שלב 4: חישוב Rho Histogram
כעת, כאשר אנו מכירים 3 אשכולות עיקריים של קווים מקבילים, בואו נפריד קווים בתוך כל אחד מהם. אנו יכולים לחזור על אותה גישה. בואו ניקח טור מהחלל Hough המתאים לשיא אחד בהיסטוגרמת תטא. לאחר מכן, נחשב היסטוגרמה נוספת שבה ציר X מייצג את ערך ה- rho ו- Y - קריאות מסוכמות עבור rho זה. ברור שהסכום יהיה פחות ולכן התרשים הזה לא כל כך חלק. עם זאת, הפסגות נראות בבירור ומספרן (7) תואם בדיוק את מספר הקווים המקבילים בתמונת המקור. למרבה הצער, לא כל התרשימים מושלמים כל כך, אבל העיקרון ברור.
שלב 5: מצא את הקשר המרכזי
אם ניקח את השיא המרכזי בהיסטוגרמה rho עבור כל תטא, נקבל 3 קווים אדומים בתמונה. צומתם מסמן את הנקודה הדרושה.
שלב 6: בחר מתוך 2 חלופות
אתה רואה שכל קו עובר מהנקודה המרכזית לשני הכיוונים. כיצד לקבוע את החצי הנכון? בואו ניקח את theta3. נניח שאנו לוקחים את החלק התחתון של השורה הזו. בואו לחשב עוד שטח Hough רק עבור החלק של התמונה משני קווים ירוקים לפינה הימנית העליונה של התמונה. לאחר מכן צור עבורו היסטוגרמה של תטא. אתה רואה שהפסגה השלישית נעלמה לגמרי אז עשינו את הבחירה הנכונה.
שלב 7: קבע את הפינות החיצוניות
כעת נוכל להשתמש בשיא הראשון והאחרון בהיסטוגרמות rho כדי לצייר קווים כחולים החותכים את הקצוות האדומים ומסמנים את פינות המנוחה. המשימה נפתרה.
שלב 8: נסה זאת בפועל
האיורים למדריך זה נוצרו באמצעות Perception 1.0. זוהי תוכנה חינמית המשתמשת ב- OpenCV - ספרייה עוצמתית לראיית מחשב. כמו כן הוא עשוי להיות מקושר ל- WinNB ששימש במדריך אחר שלי ובכך מספק יכולת ראייה לרובוטיקה. אתה יכול להוריד את שתי התוכניות מ- nbsite. להתקנה, פשוט הפעל את קובץ ה- exe שהורדת. מאוחר יותר, תוכל להסיר אותו באמצעות הכלי הסטנדרטי של Windows. האתר מכיל גם משאבים אודות ראיית מחשב ונושאים קשורים. בתפיסה תוכלו למצוא את השיטה המתוארת לשחזור תלת -ממד, כמו גם רבות אחרות. היתרון של תוכנית זו הוא בכך שהיא מוציאה את התוצאה הסופית יחד עם נתוני ביניים. אתה יכול לחקור כיצד ראיית מחשב פועלת מבלי להיות מתכנת. באשר לקלט, כל שיטה בחרה דגימות אופייניות במיוחד. כמובן שגם אתה יכול להשתמש בעצמך. אפשר להזין תמונות מקובץ או ממצלמת המחשב. אל תהסס לפנות אלי בכל שאלה או הצעה.