Naslov (srp)

Нов алгоритам за обраду и естимацију позиције рефлексије ласерске линије код профилних скенера на наменској платформи : докторска дисертација

Autor

Marković, Bogdan R., 1987-

Doprinosi

Ćirić, Dejan G., 1967-
Bjelić, Miloš, 1989-
Čiča, Zoran, 1979-
Jovičić, Nenad, 1977-
Ćertić, Jelena D., 1970-
Gavrovska, Ana, 1983-

Opis (srp)

Модерни профилни ласерски скенери засновани на принципу триангулације раде брзу обраду сигнала са дигиталне индустријске камере у реалном времену и на тај начин добијају информацију о удаљености до мерног објеката. Циљ дигиталне обраде сигнала је естимација позиције центра рефлектоване ласерске линије чији профил интензитета прати Гаусову расподелу криве. Главне компоненте система су ласер, као предајник информације, скенирани објекат са својим рефлексионим карактеристикама и брза индустријска камера која представља пријемник информације о удаљености мерног објекта. Карактеристике ове три компоненте утичу на квалитет реконструкције. Поред осталих делова система, од пресудног значаја за квалитетно скенирање објекта је алгоритам за детекцију центра ласерске рефлексије са резолуцијом испод величине пиксела камере.Традиционални алгоритми дају лоше резултате када је SNR (Signal to Noise Ratio) однос мали или када су пиксели који одговарају рефлексији засићени. У том случају информација о врху рефлексије је изгубљена и квалитет реконструкције опада. Претпроцесирање података има кључну улогу у смањењу ефеката шума, али и других нежељених ефеката индустријског окружења у којем скенери радe. Због велике количине података које долазе са индустријске камере, алгоритми за претпроцесирање морају бити брзи и са друге стране једноставни за имплементацију на наменским платформама за обраду сигнала. У овом раду дат је алгоритам који побољшава тачност естимације позиције ласерске рефлексије користећи аутоконволуцију сигнала линије слике. Предложени алгоритам је имплементиран на наменској FPGA (Field Programmable Gate Array) платформи и експериментално потврђен у реалним условима рада. Резултати тестирања показују да се употребом аутоконволуције као алгоритма за претпроцесирање линије слике у комбинацији са алгоритмом центра масе, смањује грешка естимације за више од величине пиксела камере, када је ласерска линија сатурисана.

Opis (srp)

Електротехника и рачунарствo - Телекомуникације / Electrical Engineering - Telecommunications Datum odbrane: 10.05.2024.

Opis (eng)

Modern profile laser scanners based on the principle of triangulation perform fast signal processing from a digital industrial camera in real-time and thus obtain information about the distance to the measuring object. The goal of digital signal processing is to estimate the position of the center of the reflected laser line whose intensity profile follows the Gaussian distribution curve. The main components of the system are the laser, as an information transmitter, the scanned object with its reflective characteristics, and a fast industrial camera that represents the receiver of information about the distance of the measuring object. The characteristics of these three components affect the quality of the reconstruction. In addition to other parts of the system, the algorithm for detecting the center of the laser reflection with a resolution below the size of the camera pixel is crucial for quality scanning of the object.Traditional algorithms give poor results when the SNR (Signal to Noise Ratio) ratio is low or when pixels that correspond to reflection are saturated. In this case, information about the peak of reflection is lost and the quality of reconstruction decreases. Data preprocessing plays a crucial role in reducing noise effects, as well as other unwanted effects of the industrial environment in which scanners operate. Due to the large amount of data coming from the industrial camera, preprocessing algorithms must be fast and, on the other hand, simple to implement on dedicated signal processing platforms. This paper presents an algorithm that improves the accuracy of the estimation of the position of the laser reflection by using autocorrelation of the signal of the image line. The proposed algorithm is implemented on a dedicated FPGA (Field Programmable Gate Array) platform and experimentally confirmed in real operating conditions. The results of the algorithm testing show that the use of autocorrelation as an image line preprocessing algorithm in combination with the center of mass algorithm reduces the estimation error by more than the size of one pixel when the laser line is saturated.

Jezik

srpski

Datum

2023

Licenca

Ovo delo je licencirano pod uslovima licence
Creative Commons CC BY-NC-ND 3.0 AT - Creative Commons Autorstvo - Nekomercijalno - Bez prerada 3.0 Austria License.

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/at/legalcode

Predmet

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Laserska tehnika

естимација позиције ласерске рефлексије, профилни скенер, имплементација на наменском систему, обрада сигнала у реалном времену, обрада слике, аутоконволуција, центар масе, 2D/3D скенирање

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Laserska tehnika

estimation of the laser stripe reflection, profile scanners, embedded systems, real time signal processing, image processing, autoconvolution, center of gravity algorithm, 2D/3D scanning