Tesis:
Reconstrucción tridimensional de escenas con iluminación láser. Aplicaciones a la fotogrametría industrial.
- Autor: SÁNCHEZ MORENO, Francisco Manuel
- Título: Reconstrucción tridimensional de escenas con iluminación láser. Aplicaciones a la fotogrametría industrial.
- Fecha: 2001
- Materia: Sin materia definida
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS INDUSTRIALES
- Departamentos: AUTOMATICA, INGENIERIA ELECTRONICA E INFORMATICA INDUSTRIAL
- Acceso electrónico:
- Director/a 1º: SEBASTIAN Y ZUÑIGA, José María
- Director/a 2º: ARACIL SANTONJA, Rafael
- Resumen: La presente tesis se centra en el ámbito de la metrología visual automatizada o fotogrametría industrial. Dentro de este contexto se han desarrollado dos nuevas metodologías de digitalización empleando luz estructurada o luz láser: la primera con la técnica de digitalización por línea y la segunda mediante la digitalización por superficie. El análisis de estas dos cuestiones cae dentro de la disciplina de la Visión artificial tridimensional. En la metodología de digitalización por línea láser se han conseguido tres hitos fundamentales: 1.- La estimación de la ecuación del plano láser se ha obtenido sin necesidad del conocimiento de la geometría interna de la cámara. Al separar el proceso de calibración de la estimación del plano láser se consigue disminuir el error. Los métodos actuales se apoyan en el conocimiento de los parámetros de la cámara para estimar el plano láser, haciendo que los errores se acumulen. El procedimiento descrito emplea invariantes proyectivos entre el plano láser y el plano de la imagen, y permite que el cálculo de la ecuación de este plano, en coordenadas del mundo se realice de una manera directa. 2.- La realización de la reconstrucción tridimensional de la escena completa mediante una transformación 3D a 2D directa, es decir, sin necesidad de conocer los parámetros intrínsecos ni extrínsecos de la cámara. Colocando un fondo apropiado que añada a la escena cierta información métrica, cada imagen, con el plano láser proyectado, es autosuficiente para recuperar la información 3D. Esto es particularmente interesante en aplicaciones industriales en línea en las que no es posible llevar a cabo una calibración del sistema, o siendo posible, sea necesario la autocalibración periódica de éste. 3.- La autocalibración de un par estereoscópico robotizado y reconstrucción euclídea de la escena con ayuda de una línea láser. Con el conocimiento de cierta información del mundo, pese a que ésta sea no estructurada, y con la ayuda de la línea láser es posible establecer invariantes entre la reconstrucción proyectiva y la euclídea, y por tanto realizar la autocalibración de las cámaras de un par estereoscópico, y de ahí obtener la reconstrucción 3D. Estas aportaciones han sido probadas con éxito en varios proyectos industriales, y gracias a las dos primeras principalmente, se ha desarrollado un sistema de digitalización basado en línea láser móvil, el cual se encuentra actualmente en fase de patente. Este prototipo y los proyectos industriales están descritos con detalle en la memoria de la tesis. En la metodología de digitalización por superficie se ha propuesto un sistema que proyecta un entramado de líneas láser horizontales y verticales. Estas son generadas de forma dinámica mediante la rotación de un conjunto de espejos móviles. El dispositivo está sincronizado con la adquisición de imágenes, y su utilización con un par estereoscópico permite resolver de manera directa la correspondencia de una nube de puntos. Estos puntos resultan de las cruces formadas por la intersección de cada línea horizontal con otra vertical. Se ha construido un prototipo de este sistema, descrito en la memoria de la tesis, Como aportación dentro de la digitalización por superficie se ha desarrollado un algoritmo para la detección y localización subpixel de los puntos proyectados formados por cruces. El método está basado en la respuesta fotónica de una cruz y está descrito con todo detalle en la memoria de la tesis.