كاليبراسيون خارجي فاصله‌ياب دوبعدي دوّار و دوربين با استفاده از تست‌فيلد ‌فتوگرامتري و توپ‌هاي پينگ‌پنگ ‌

تركيب فاصله‌ياب و دوربين كاربرد زيادي در حوزه رباتيك، نقشه‌برداري و خودروهاي خودران جهت تهيه نقشه و برداشت اطلاعات رنگ و بافت اشياء دارد. براي تلفيق داده‌هاي فاصله‌ياب و دوربين، بايد اين دو سنسور بادقت زيادي نسبت به هم كاليبره شوند، يعني بردار انتقال و ماتريس دوران آن‌ها نسبت به هم  مشخص باشد. در اين تحقيق، سه روش مختلف براي كاليبراسيون خارجي فاصله‌ياب و دوربين ارائه شده‌است. در فرآيند كاليبراسيون با استفاده از ابرنقطه سه‌بعدي و ابرنقطه دوبعدي، توپ‌هاي پينگ‌پنگ به‌عنوان تارگت‌هاي مشترك كه در داده‌هاي دوربين و فاصله‌ياب قابل‌شناسايي هستند، استفاده مي‌شود. در روش كاليبراسيون با استفاده از ابرنقطه سه‌بعدي، با استفاده از ابر نقطه توليدشده از تست‏فيلد در ايستگاه اصلي و انجام باندل‏اجسمنت با استفاده از مجموعه تصاوير گرفته‌شده از تست‏فيلد، پارامترهاي كاليبراسيون محاسبه مي‌شود. در اين روش، ابرنقطه سه‌بعدي از تركيب داده‌هاي فاصله‌ياب دوبعدي و سروموتور به دست مي‌آيد. از طرف ديگر، با استفاده از تصاوير گرفته‌شده از تست‏فيلد و تكنيك باندل‏اجسمنت، موقعيت توپ‌ها در مدل فتوگرامتري به دست مي‌آيد. روش دوم مشابه روش اول است با اين تفاوت كه به‌جاي ابرنقطه سه‌بعدي از ابرنقطه دوبعدي استفاده شده‌است. در روش اول و دوم مختصات مراكز توپ‌هاي پينگ‌پنگ در دو سيستم مختصات مختلف در دسترس است؛ بنابراين، ارتباط بين دو سيستم مختصات با معادلات كانفرمال سه‌بعدي به دست مي‌آيد. در روش سوم با استفاده از هرم ايجادشده در گوشه اتاق و حل مسئله perspective-three-point، پارامترهاي كاليبراسيون فاصله‌ياب دوبعدي در ايستگاه اصلي نسبت به تست‏فيلد فقط با يك اسكن محاسبه مي‌شود. پارامترهاي كاليبراسيون دوربين ايستگاه اصلي نسبت به تست‏فيلد از طريق باندل‏اجسمنت و معادلات كانفرمال سه‌بعدي محاسبه مي‌شود. در آخر، پارامترهاي كاليبراسيون فاصله‌ياب نسبت به دوربين به دست مي‌آيد. باتوجه ‌به RMSE محاسبه‌شده براي نقاط چك، به ترتيب كاليبراسيون با استفاده از ابرنقطه سه‌بعدي، كاليبراسيون با استفاده از گوشه اتاق و كاليبراسيون با استفاده از ابرنقطه دوبعدي بيشترين دقت را داشتند.