CCD camera calibration for underwater laser scanning system

Wang, C.C.; Shyue, Shiahn-Wern; Hsu, Horng‐Chaung; Sue, J.S.; Huang, Tengchao

doi:10.1109/oceans.2001.968396

Cited by 9 publications

(2 citation statements)

References 5 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Structured light systems are widely used in vision-based systems to perform a wide range of applications, such as 3D reconstruction, scanning, and range measurements [11][12][13]. Underwater laser vision systems have been studied in several previous works, using dot or line lasers [14][15][16]. In [15], a methodology for defining the position vector of an ROV is proposed using the ROV camera signal and the information provided by two laser pointers.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

A Laser Vision System for Relative 3-D Posture Estimation of an Underwater Vehicle with Hemispherical Optics

2021

View full text Add to dashboard Cite

This paper describes the development and experimental validation of algorithms for a novel laser vision system (LVS), suitable for measuring the relative posture from both solid and mesh-like targets in underwater environments. The system was developed in the framework of the AQUABOT project, a research project dedicated to the development of an underwater robotic system for inspection of offshore aquaculture installations. In particular, an analytical model for three-medium refraction that takes into account the nonlinear hemispherical optics for image rectification has been developed. The analytical nature of the model allows the online estimation of the refractive index of the external medium. The proposed LVS consists of three line-lasers within the field of view of the underwater robot camera. The algorithms that have been developed in this work provide appropriately filtered point-cloud datasets from each laser, as well as high-level information such as distance and relative orientation of the target with respect to the ROV. In addition, an automatic calibration procedure, along with the accompanying hardware for the underwater laser vision system has been developed to reduce the calibration overhead required by regular maintenance operations for underwater robots operating in seawater. Furthermore, a spatial image filter was developed for discriminating between mesh and non-mesh-like targets in the LVS measurements. Finally, a set of experiments was carried out in a controlled laboratory environment, as well as in real conditions at offshore aquaculture installations demonstrating the performance of the system.

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

A Laser Vision System for Relative 3-D Posture Estimation of an Underwater Vehicle with Hemispherical Optics

2021

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Ο συνδυασμός κάμερας και συσκευών Laser σε υποθαλάσσιες εφαρμογές είναι μία σχετικά διαδεδομένη τεχνική. Συγκεκριμένα στην [61], προτείνεται η προβολή λωρίδας Laser για την εκτίμηση του πραγματικού μεγέθους ενός υποθαλάσσιου στόχου και κατά επέκταση την αναγνώριση των παραμέτρων της κάμερας (Camera Calibration) . Στην [9] παρουσιάζεται μία μεθοδολογία για τον προσδιορισμό του προσανατολισμού ενός υποβρυχίου οχήματος, προβάλλοντας επίσης μία λωρίδα Laser στο οπτικό πεδίο της κάμερας.…”

Section: ανάλυση βιβλιογραφίαςunclassified

Τηλεχειρισμός Με Οπτική Ανατροφοδότηση Υποβρυχίων Ρομποτικών Οχημάτων

Karras¹

View full text Add to dashboard Cite

Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής, είναι η μελέτη και υλοποίηση υπολο-γιστικής πλατϕόρμας για τον ημι-αυτόνομο έλεγχο υποβρυχίων ϱομποτικών οχημάτωνμε χρήση οπτικής ανατροϕοδότησης. Βασικό κίνητρο για την δημιουργία τηςπλατϕόρμας αυτής, αποτελεί η χρήση της σε εϕαρμογές επιθεώρησης υποθαλάσσιωνεγκαταστάσεων (π.χ ύϕαλα πλοίων). Αρχικά, προτείνεται μεθοδολογία για τονπροσδιορισμό του διανύσματος ϑέσης και προσανατολισμού του οχήματος ως προςένα στόχο που ϐρίσκεται στο οπτικό πεδίο της κάμερας. Η μεθοδολογία στηρίζεταιαποκλειστικά σε χρήση μίας κάμερας και zεύγους Laser Pointers . Στη συνέχεια,προτείνεται μεθοδολογία για την ταυτόχρονη εκτίμηση του διανύσματος κατάστασηςκαι των παραμέτρων που περιγράϕουν το δυναμικό μοντέλο του οχήματος. Ημεθοδολογία στηρίζεται στη σύνθεση δεδομένων που προέρχονται από οπτικούς καιαδρανειακούς αισθητήρες, μέσω στοχαστικών φίλτρων εκτίμησης. Ακόμη, προτείνεταιτεχνική σχεδιασμού τροχιάς του οχήματος, η οποία διασϕαλίζει την συνεχή διατήρησητου στόχου στο οπτικό πεδίο της κάμερας. Ταυτόχρονα, η μεθοδολογία εγγυάταιπως το όχημα δεν ϑα συγκρουστεί με την επιϕάνεια στην οποία είναι τοποθετημένοςο στόχος. Επίσης, σχεδιάζεται ημι-αυτόνομο σχήμα ελέγχου κλειστού ϐρόχου μεχρήση οπτικής ανατροϕοδότησης, το οποίο προσϕέρει την δυνατότητα στον χειριστήνα πλοηγεί με ευκολία ένα υπο-επενεργούμενο υποβρύχιο ϱομποτικό όχημα γύρωαπό ένα στόχο, διασϕαλίζοντας την συνεχή διατήρησή του στο οπτικό πεδίο τηςκάμερας. Τέλος, υλοποιείται αλγόριθμος Τεχνητής ΄Ορασης για την δημιουργίαοπτικού μωσαϊκού σε πραγματικό χρόνο. Με τον τρόπο αυτό, επιτυγχάνεται ηενσωμάτωση κάθε νέας οπτικής πληροϕορίας που προκύπτει κατά την εξέλιξη τηςεπιθεώρησης, ενώ παράλληλα περιορίζεται σημαντικά η ταλάντωση του στόχου στοπεδίο της εικόνας.

show abstract

A new approach to a laser ranger for underwater robots

Hanai

Choi

Yuh

Proceedings 2003 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS 2003) (Cat. No.03CH37453)

View full text Add to dashboard Cite

This paper describes the development of a laserbased ranging device, as part of a sensor work package that is to be integrated into an autonomous underwater vehicle. The objective of the laser ranging component includes robust operation in turbid ocean environments from 1 to 10 meters with a balance of accuracy and speed. A calibration technique that utilizes a spline interpolation is employed as an accurate, yet simple alternative to conventional triangulation methods. The resulting configuration is capable of range detection witbin 2% absolute error, at a 10 Hz refresh rate, out to 4 meters in turbid ocean conditions, and to greater than 10 meters in air. The maximum underwater range of the system is currently limited by the existing hardware, whereas the software is ready for any future system upgrades.

show abstract

CCD camera calibration for underwater laser scanning system

Cited by 9 publications

References 5 publications

A Laser Vision System for Relative 3-D Posture Estimation of an Underwater Vehicle with Hemispherical Optics

A Laser Vision System for Relative 3-D Posture Estimation of an Underwater Vehicle with Hemispherical Optics

Τηλεχειρισμός Με Οπτική Ανατροφοδότηση Υποβρυχίων Ρομποτικών Οχημάτων

A new approach to a laser ranger for underwater robots

Contact Info

Product

Resources

About