M. De Cecco - Lucidi del corso di Robotica e Sensor Fusion Microsoft Kinect IR PATTERN PROJECTO R...
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M. De Cecco - Lucidi del corso di Robotica e Sensor Fusion
Microsoft Kinect
IR PATTERN PROJECTO
R
RGB CAMERA
IR CAMERA
M. De Cecco - Lucidi del corso di Robotica e Sensor Fusion
Microsoft Kinect: How it works?
M. De Cecco - Lucidi del corso di Robotica e Sensor Fusion
Microsoft Kinect
M. De Cecco - Lucidi del corso di Robotica e Sensor Fusion
Microsoft Kinect
M. De Cecco - Lucidi del corso di Robotica e Sensor Fusion
Microsoft Kinect
M. De Cecco - Lucidi del corso di Robotica e Sensor Fusion
Microsoft Kinect: Data
• points3D_Irsys.m: 3xN matrix of 3D points measured and associated RGB color
• calibData.m : intrinsic and extrinsic parameters of IR and RGB camera
• imRGB.m : image captured by RGB camera
M. De Cecco - Lucidi del corso di Robotica e Sensor Fusion
Microsoft Kinect: Data
points3D_IRsys: 3xN matrix of 3D points expressed in IR camera reference system
X x1 x… xn
Y y1 y… yn
Z z1 z… zn
Number of points N should be 640x480 = 307200!
M. De Cecco - Lucidi del corso di Robotica e Sensor Fusion
Microsoft Kinect: Calibration Data
calibData.m : intrinsic and extrinsic parameters of IR and RGB camera
•K_rgb : 3x3 : intrinsic parameters matrix of RGB camera•kc_rgb : 1x5 distortion paramteres of RGB camera•K_ir : 3x3 : intrinsic parameters matrix of IR camera•kc_ir : 1x5 distortion parameters of IR camera•rotRGB2IR : 3x3 rotation matrix from RGB to IR reference system•trasRGB2IR : 1x3translation vector of IR reference system respect to RGB
M. De Cecco - Lucidi del corso di Robotica e Sensor Fusion
x
y
z
SC
x
y
z
OCCD
SCCD
OC
Reminder
OP
Il modello geometrico (ideale) della telecamera impiega il modello pinhole (stenoscopio), per cui entrano in gioco i seguenti parametri:• il centro della prospettiva (Oc): corrisponde al secondo punto nodale del sistema ottico;• il piano immagine (p): il piano coincidente con lo schermo sul quale si forma l’immagine;• l’asse principale: la retta coincidente con l’asse ottico (zc);• il punto principale (OP), intersezione dell’asse ottico con il piano immagine;• la distanza focale della telecamera (f): misura la distanza tra il centro della prospettiva ed il punto principale
p
f
NOTA: nel sistema CCD la colonna corrisponde alla x, la riga alla y
0
0
0 1/ 0 /
1 0 0
0 0 1 0
0 0 0 1 1
C C CCDCCD
s y s colonna
x rigaP T P
f
M. De Cecco - Lucidi del corso di Robotica e Sensor Fusion
Reference System: From Camera to CCD
K_rgb : intrinsic parameters matrix of RGB cameraK_ir : intrinsic parameters matrix of IR camera
100
0
0
0
0
yfy
xfx
K
fx , fy : focal length (in pixel) of the camerax0, y0: coordinate of principal point
x
y
z
SRGB
x
y
z
OCCD
SCCD
OC
OP
p
1x0
y0
CP
P
M. De Cecco - Lucidi del corso di Robotica e Sensor Fusion
nRGBccd PKkcP
1cam
cam
cam
cam
cam
cam
cam
cam
cam
cam
n PzPz
PzPx
PzPz
PzPz
PzPx
P
Homogeneous coordinate:
Alredy compensated in the image given by Kinect
x
y
z
SRGB
x
y
z
OCCD
SCCD
OC
OP
p
1
x0
y0
Pccd
NOTE: the x coordinate in CCD reference system is the column and the y is the row
Expressed in pixel
Reference System: From Camera to CCD
nP
M. De Cecco - Lucidi del corso di Robotica e Sensor Fusion
Refernece System: From IR to RGB
RGBZ
RGBX
RGBY
RGB
IRX
IRY
IRZ
IR
x
y
z
O
Pp
CCDIRP
R T
)(1 TPRP IRRGB
IRtrasTGBT
IRrotRGBR
where
2
2
:
M. De Cecco - Lucidi del corso di Robotica e Sensor Fusion
Microsoft Kinect: RGB image
Distorsion alredy compensated
M. De Cecco - Lucidi del corso di Robotica e Sensor Fusion
Things to do:
Steps:• Associate 3D points in IR sys with RGB info• Identify ground plane and eliminate it (Ransac)• Found the position of two cubes (SQ and
Ransac)• Chose the blue (or red) cube
Goal: find in 3d space the blue (or red) cube (dimension 10x10x10 cm )