کالیبراسیون خارجی فاصله یاب دوبعدی و دوربین با استفاده از تست فیلد فتوگرامتریک و قید نقطه روی صفحه

استفاده از ترکیب فاصله یاب و دوربین در حوزه رباتیک، نقشه برداری و خودروهای خودران، برای تهیه نقشه و برداشت اطلاعات رنگ و بافت اشیاء، بسیار مفید است. به منظور تلفیق داده های این دو سنسور، باید آنها بادقت بالا نسبت به هم کالیبره شوند، به این معنی که بردار انتقال و ماتریس دوران آنها نسبت به هم مشخص باشد. این مقاله یک روش برای کالیبراسیون یک لایدار دوبعدی (فاصله یاب لیزری صفحه ای) نسبت به یک دوربین پیشنهاد می کند که از همان تست فیلدهای سه بعدی رایج در کارهای فتوگرامتری مانند کالیبراسیون دوربین استفاده می کند. در روش پیشنهادی، قید نقطه روی صفحه و یک قید  اضافی دیگر برای به دست آوردن پارامترهای کالیبراسیون استفاده شده است که در تحقیقات گذشته چنین قیدهایی برای صفحه شطرنجی استفاده شده بود. برای پیاده سازی و ارزیابی روش پیشنهادی یک سیستم شامل یک فاصله یاب دوبعدی، دوربین استریو و سروو موتور طراحی و ساخته شد. این روش با یکی از دقیق ترین روش های کالیبراسیون جدید که از یک تست فیلد فتوگرامتریک و توپ های پینگ پنگ استفاده می کرد، مقایسه شد. مزیت روش پیشنهادی نسبت به این روش عدم استفاده از توپ های پینگ پنگ و عدم نیاز به انتخاب نقاط مربوط به توپ های پینگ پنگ در ابرنقاط است که فرآیندی دستی و زمان بر است. همچنین روش پیشنهادی با روش جیافن و همکاران که از ساختار هرمی ایجاد شده در گوشه اتاق برای کالیبراسیون استفاده می کند، مقایسه شد. در آخر پارامترهای کالیبراسیون فاصله یاب نسبت به دوربین در روش پیشنهادی، روش کالیبراسیون با استفاده از ابر نقطه سه بعدی و روش جیافن و همکاران محاسبه شد. RMSE نقاط چک برای این سه روش به ترتیب 24/14، 40/12 و 94/15 میلی متر بود.  اگرچه RMSE روش پیشنهادی نسبت به روش کالیبراسیون با استفاده از ابر نقطه سه بعدی کمی کمتر است ولی این روش به توپ پینگ پنگ نیازی ندارد و عملیات های زمانبر انتخاب نقاط مربوط به توپ های پینگ پنگ و برازش کره به آنها را ندارد.