progettazione di sistemi di controllo n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Progettazione di sistemi di controllo PowerPoint Presentation
Download Presentation
Progettazione di sistemi di controllo

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 47

Progettazione di sistemi di controllo - PowerPoint PPT Presentation


  • 110 Views
  • Uploaded on

Progettazione di sistemi di controllo. Docente : Prof. Luca Schenato Studenti : Bristot Francesca Pattarello Marco Schmiedhofer Klaus. Padova , il 18/02/2010.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Progettazione di sistemi di controllo' - marty


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
progettazione di sistemi di controllo

Progettazionedisistemidicontrollo

Docente: Prof. Luca Schenato

Studenti: Bristot Francesca

Pattarello Marco

Schmiedhofer Klaus

Padova, il 18/02/2010

slide2

Autocalibrazionedistribuita di videocamere fisse con vincoli di comunicazione dove una frazione di telecamere e calibrata

slide3

SCOPO:

Trovare la posizonedelle N videocamerediunaretedisorveglianzasapendoche solo n<<N sono calibrate.

DATI:

Parametriinternidellevideocamere.

PERCHE’:

La calibrazione“manuale” richiedetroppo tempo e risorse.

slide4

Modello Pin-hole

F piano focale

RPianoimmagine

Z asseottico

C Centro ottico

f focale

slide5

m= punto piano immagine

M= punto ‘mondo’

m=PM

Matricediproiezione:

P=K[I 0]G

K

slide6

Traiettoriacasualedavantiallevideocamere

RACCOLTA FRAME DALLA RETE

Calcolomatricifondamentali per ognicoppia

CALCOLO BASELINE E DISTANZE

Trovoilcamminominimo

GRAFO PESATO, CAMMINO MINIMO

Ricalibro la rete

DIMINUZIONE DELL’ERRORE

1

F

2

slide7

DATE min 8 corrispondenze

m1m2

TROVO F tale che:

ALGORITMO DEGLI 8 PUNTI

N.B. F non precisa! Vaaffinata.

slide8

STIMA DI MASSIMA VEROSIMIGLIANZA DI F

Si usailmetodo Gold Standard

Si minimizzaunadistanzageometrica, l’errorediriproiezione

slide9

E=SR

Fattorizzazione SVD

R

A menodi un fattorediscala

Traslazione

Rotazione

slide11

L’algoritmo DLT e quello degli 8 punti porta a conoscere le seguenti matrici

Semplifichiamo ulteriormente il problema....

slide12

Si tratta dunque di trovare la lunghezza della retta rossa, detta baseline.

Troviamo un riferimento intelligente....

slide14

Rispetto al nuovo riferimento l’equazione del piano diventa:

X=-differenza tra altezze delle telecamere=-diff

Per l’equazione della retta si ha invece bisogno di conoscere:

  • Il punto in cui passa è C1=[0,0,0]T
  • il vettore direzionale della retta rappresentato nel
  • sistema di riferimento azzurro è dato da:

Dove C2 è rappresentato rispetto al sistema di riferimento solidale alla seconda telecamera ed è noto a meno di un fattore di scala

slide15

Mettendo a sistema si ottiene il punto C2=[X,Y,Z]T rispetto al nuovo sistema di riferimento

Pertanto il fattore di scala si calcola come

slide16

Le altezze nelle telecamere sono ricavate dalla seguente formula:

  • Dove:
  • H omologia tra il piano testa e il piano dei piedi
  • l∞ è la vanishing line
  • v∞ è il vanishing point
  • h altezza operatore
  • z altezza telecamera
slide17

Vanishing line e Vanishing Point

Immagine vanishiang line e vanishing point

slide22

Con piu’ telecamere l’errore peggiora?

Ma a cosa è dovuto questo peggioramento?....

slide23

Pixellizzazione

  • Cliccare sui punti coniugati
  • Algoritmo 8 punti, errori dovuti a:
  • linearizzazione
  • cattivo condizionamento

Tutto questo si riflette sulle matrici R e t sbagliando quindi il versore direzionale della baseline al piu di un grado

slide24

Per diminuire tale errore l’unico modo è raffinare la matrice F con un algoritmo di costo non lineare come già evidenziato oppure Ricalibrare il sistema.

slide25

Calcolodelladistanzatraognicoppiaditelecamere

  • Costruzionedi un grafopesato (distanze)
  • Ricerca del camminominimodaognitelecamera incognita
  • verso una nota
  • Eliminazionedeglicamminiridondanti

Nuovasequenzadicalibrazione

slide26

Grafo pesato

  • Matrice di adiacenza
  • Listacalibrata
  • Algoritmo di Dijkstra
slide27

Definizione:

vi ….. Vertice = telecamere

ei ….. Arco = distanzatratelecamere

Nota: La distanzasitrovaovviamente solo se il campo visivodelle due telecamereied j siintersecca.

slide28

Definizione:

Un grafodi N verticipuo` essererappresentatodaunamatrice A didimensioneNxN. Nelnostrocasoglielementisonodefiniti:

slide29

Definizione:

  • Array L dilunghezza N (numeroditelecamere)
          • L(i) = 0, telecamera incognita
          • L(i) = 1, telecamera nota

1 0 0 0 0 1 0 0

slide30

Definizione:

Trovaicamiminiminimi in un grafo con pesi non negativi.

In particolareilcamminominimocheunisce due

nodiprecisi del grafo.

Valori in ingresso: Nododipartenzaagente incognito

Nododiarrivoagentenoto

Matricediadiacenza (Grafo)

slide31

Cerchiamo la prima telecamera incognita nellalistacalibratamarcata con uno zero

  • Calcoliamotutticamminidiquesta verso le calibrate:
slide32

3) Dijkstratrovailcamminominimo

  • 4) Ripetiamoilprocedimento (N-n)-volte, per ogniagente incognito
  • (N-n) camminiminimi:
  • Puo’ esserecheicamminisianoridondanti
slide33

5) Ordiniamo in manieradecrescente

  • 6) Calibriamogliagenticontenutinella prima sequenza
  • 7) Scelgo la successiva:
  • E’ inclusanellaprecedente?
  • Trovoretericalibrata

No:

Calibroagentidellasequenza

Si:

Elimino

slide34

Diminuzionedell’errore:

1. Calibrazione:

…..Agentenoto

…..Agente incognito

d

d

d

d

d

4d

slide35

2. Ricalibrazione:

…..Agentenoto

…..Agente incognito

d

d

d

d

2d

2d

slide36

L’errore e’ proporzionalealladistanza:

Calibrazione: dmax = 4d

Ricalibrazione: dmax = 2d

La ricalibrazionediminuiscel’erroresullaposizionediogniagente

slide37

Obiettivo:

  • Trovare la rotazionediogni PTZ rispetto al riferimentomondo
  • ModellizzareunatelecameraPTZ
  • EspressionedellaRotazionetotale con Pan e Tilt
slide38

Reteditelecamerecalibrata

        • Rotazionetraognicoppiaditelecamere
        • Rotazionedelletelecamere note rispettoilriferimentomondo
        • Tuttiicamminiminimi
  • InizialmenteModello pinhole con la PTZ a riposo:
  • RPAN = 0 e RTILT = 0
  • Centro ottico coincide con l’assedirotazionedella PTZ
slide39

Telecamera nota

Telecamera incognita

Riferimentomondo

slide41

Scelgounatelecamera con rotazioneincognita (C3)

  • Seguoilcamminominimo verso la telecamera nota (C1)
  • Ognitelecamerachepasso, moltiplico per la matricedirotazione:
              • mondoR3 = R2 R R-1

Sistemadi

riferimentomondo

~

R2

R-1

R

C3

C2

C1

~

slide42

Se le PTZ sispostanodallaposizonediriposo, le telecamererisultanodinuovoscalibrate

  • Modifichiamoilmodellodelle PTZ
  • Inseriamo le rotazioni:
            • Pan RPAN(rotazioneorizzontale)
            • Tilt RTILT(rotazioneverticale)
slide45

Quindi la rotazionetotaledellatelecamerarispetto al riferimentomondo e’:

  • mondoR3,PTZ = RPAN RTILTmondoR3
  • Vantaggio:
  • Avendo svincolato i riferimenti tra le singole telecamere, la rete resta calibrata anche in seguito alla rottura di una o pi`u telecamere.
slide46

Risultati:

  • Calibrazionedell’interaretedivideocamere con metodi per migliorare la stimadellaposizione.
  • Algoritmo per ilcalcolo del fattorediscala Calcolo baseline

L’algoritmo non porta a risultatiperfetti, infattierroriminimisullastimadellarototraslazione (anche un solo grado) “crescono” con la distanza.

Teoremadellacorda

slide47

Perfezionamentodellastima

      • Eliminazionedell’errore
  • Estensione al casodivideocamere Pan-Tilt-Zoom
  • Estensione al casodistribuito