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Visione 3D

Visione stereoscopica
La possibilità di realizzare sensori in grado di fornire informazioni tridimensionali ha implicazioni di notevole interesse sia in ambito scientifico sia in ambito industriale per via delle tante applicazioni nelle quali tali sensori potrebbero essere utilizzati. Di particolare interesse risultano sensori tridimensionali di tipo passivo basati su telecamere tradizionali in quanto potenzialmente più economici e meno invasivi nell’ambiente in cui sono posti rispetto a sensori basati su tecnologie di tipo attivo quali stereo attivo, luce strutturata, time of flight, sensori basati su tecnologia laser ecc.
Tra le diverse tecniche di computer vision mirate alla ricostruzione della struttura tridimensionale di una scena osservata da una o più la visione stereoscopica è quella che ha riscosso la maggiore attenzione principalmente perché non impone alcun vincolo sulle caratteristiche degli oggetti presenti nella scena. Tuttavia esistono alcune limitazioni nella capacità di ottenere informazioni da un sistema di tipo stereo passivo in particolare in presenza di superfici completamente uniformi. Questo limite può essere rimosso da un sistema di tipo attivo, ovvero dotato di un sistema di proiezione che genera un pattern sulla scena osservata dalle telecamere.

L’articolo seguente illustra le caratteristiche tecniche principali di un sistema di visione stereo per applicazioni di logistica descrivendo i principali componenti, le metodologie per l’identificazione dei parametri del sistema e classificando gli algoritmi per il calcolo delle corrispondenze, introducendo sia le metodologie necessarie per determinare informazioni 3D dense partendo da una coppia di telecamere sia le prestazioni, in termini di capacità di risoluzione 3D, che è possibile ottenere.

“Caratterizzazione di un sistema di visione stereo”
Stefano Mattoccia (Università di Bologna)
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In particolar si fa riferimento a un sistema stereo, con elaborazione su FPGA, recentemente sviluppato presso l’Università di Bologna nell’ambito di un progetto di ricerca.

stereo

Prototipo di telecamera stereo con elaborazione su FPGA sviluppata all’Università di Bologna

Scene segmentation
Le tecniche di visione stereo storicamente impiegate per estrarre informazioni geometriche 3D da una scena, sono considerate come punti di partenza di una linea di segmentazione che combina sinergicamente informazioni sulla geometria e sul colore; la segmentazione viene così arricchita di informazioni che consentono di risolvere molte ambiguità non risolvibili con i metodi classici.

“Stereo vision and scene segmentation”
C. Dal Mutto, F. Dominio, P. Zanuttigh, S. Mattoccia (da “Current advancements in stereo vision”, Ed. Asim Bhatti, InTech Education and Publishing, Vienna 2012)
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Da sinistra: immagine a colori, segmentazione in base ai dati di colore, segmentazion in base ai dati della geometria

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