کالیبراسیون خارجی فاصله یاب دوبعدی دوار و دوربین با استفاده از تست فیلد فتوگرامتری و توپ های پینگ پنگ

ترکیب فاصله یاب و دوربین کاربرد زیادی در حوزه رباتیک، نقشه برداری و خودروهای خودران جهت تهیه نقشه و برداشت اطلاعات رنگ و بافت اشیاء دارد. برای تلفیق داده های فاصله یاب و دوربین، باید این دو سنسور بادقت زیادی نسبت به هم کالیبره شوند، یعنی بردار انتقال و ماتریس دوران آن ها نسبت به هم  مشخص باشد. در این تحقیق، سه روش مختلف برای کالیبراسیون خارجی فاصله یاب و دوربین ارایه شده است. در فرآیند کالیبراسیون با استفاده از ابرنقطه سه بعدی و ابرنقطه دوبعدی، توپ های پینگ پنگ به عنوان تارگت های مشترک که در داده های دوربین و فاصله یاب قابل شناسایی هستند، استفاده می شود. در روش کالیبراسیون با استفاده از ابرنقطه سه بعدی، با استفاده از ابر نقطه تولیدشده از تست‏فیلد در ایستگاه اصلی و انجام باندل‏اجسمنت با استفاده از مجموعه تصاویر گرفته شده از تست‏فیلد، پارامترهای کالیبراسیون محاسبه می شود. در این روش، ابرنقطه سه بعدی از ترکیب داده های فاصله یاب دوبعدی و سروموتور به دست می آید. از طرف دیگر، با استفاده از تصاویر گرفته شده از تست‏فیلد و تکنیک باندل‏اجسمنت، موقعیت توپ ها در مدل فتوگرامتری به دست می آید. روش دوم مشابه روش اول است با این تفاوت که به جای ابرنقطه سه بعدی از ابرنقطه دوبعدی استفاده شده است. در روش اول و دوم مختصات مراکز توپ های پینگ پنگ در دو سیستم مختصات مختلف در دسترس است؛ بنابراین، ارتباط بین دو سیستم مختصات با معادلات کانفرمال سه بعدی به دست می آید. در روش سوم با استفاده از هرم ایجادشده در گوشه اتاق و حل مسیله perspective-three-point، پارامترهای کالیبراسیون فاصله یاب دوبعدی در ایستگاه اصلی نسبت به تست‏فیلد فقط با یک اسکن محاسبه می شود. پارامترهای کالیبراسیون دوربین ایستگاه اصلی نسبت به تست‏فیلد از طریق باندل‏اجسمنت و معادلات کانفرمال سه بعدی محاسبه می شود. در آخر، پارامترهای کالیبراسیون فاصله یاب نسبت به دوربین به دست می آید. باتوجه به RMSE محاسبه شده برای نقاط چک، به ترتیب کالیبراسیون با استفاده از ابرنقطه سه بعدی، کالیبراسیون با استفاده از گوشه اتاق و کالیبراسیون با استفاده از ابرنقطه دوبعدی بیشترین دقت را داشتند.