طراحي و پياده‌سازي يك سيستم رديابي نوري مادون‌قرمز مبتني بر نشانگر

Design and implementation of a marker based infrared optical tracking system

موضوع رديابي اهداف، يكي از مهم‌ترين موضوعات در علم بينايي كامپيوتر است. امروزه سيستم‌هاي رديابي كاربردهاي وسيعي مانند رديابي اجسام در محيط‌هاي صنعتي، سيستم ناوبري اتاق عمل و حفظ تعادل آونگ معكوس بر روي ربات پرنده دارند. منظور از رديابي، تخمين موقعيت فضايي اجسام هدف است. موقعيت هر جسم در فضا شامل سه پارامتر است و اين در حالي است كه هر دوربيني قادر به ارائه دو بعد از فضا است. در اين مقاله براي حل اين مسئله، از دو دوربين رسپبري‌پاي با روش بينايي استريو استفاده مي‌شود. از سوي ديگر تصويربرداري در شرايط نوري رنگي علاوه بر تغييرات زياد نور محيط، داراي محاسبه‌هاي سنگيني است. ما به منظور كاهش بار محاسباتي از نورپردازي مادون‌قرمز برروي نشانگرهاي بازتاب‌نگر مادون‌قرمز، براي مقابله با تغييرات نوري محيط و كاهش بار محاسباتي استفاده مي‌كنيم. در ادامه، موقعيت‌يابي با روش مثلث‌بندي بر روي تصاوير استريو انجام مي‌شود. به‌منظور كاهش فضاي جستجوي نقاط هدف متناظر در دو نما، از قيود اپي‌پولار استفاده مي‌شود. نتايج ما نشان داد، سيستم رديابي نوري پيشنهادي با دقت در حدود 2 ميلي‌متر و سرعت بالا، محل نشانگرهاي مادون‌قرمز را تخمين مي‌زند.

Visual object tracking is perceived as one of the most important subject in Computer Vision. Nowadays, tracking systems are widely used in various industrial, Medical, and quadcopter applications. Detection the 3-D position of the target objects is the purpose of tracking. The position of any object in space is consists of three parameters, while each camera is able to provide two dimensions of space. In this research, two raspberry-pi cameras are used with stereo vision. In this research, infrared light is used to set up controllable lighting conditions without the factor of disturbing light or other limitations. Two cameras that are statically positioned around a scene are used to obtain 3D information by triangulation. Finally the proposed tracking system has 2mm accuracy.