Praktické využití kombinace lidaru a kamery v mobilní robotice
Loading...
Date
Authors
Dobrovolný, Lukáš
ORCID
Advisor
Referee
Mark
B
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Tato diplomová práce se zabývá optickou kalibrací RGB kamer a termokamer, dále také vzájemnou kalibrací RGB a termokamery s LiDARem. Sloučení dat ze zmíněných senzorů je klíčovou znalostí pro bezpilotní vozidla určená k autonomnímu pohybu v neznámém prostředí. Pro kalibraci vnitřních parametrů kamer se často využívají kalibrační vzory, jako je například šachovnice. V případě termokamery je nutné vzor upravit tak, aby byl viditelný v IR spektru. Sloučení dat z kamer a LiDARu je možné za předpokladu, že známe projekci bodů LiDARu do obrazové roviny kamery, čímž lze určit jejich barevné hodnoty. V této práci jsme testovali metody, pomocí kterých lze získat transformaci mezi souřadnicovým systémem LiDARu a kamery. Dále jsme se zabývali metodou, která pro přepočet bodů v prostoru do obrazové roviny kamery využívá polynom čtvrtého stupně. V poslední části práce je sloučení dat demonstrováno na praktických ukázkách.
This thesis focuses on the optical calibration of RGB and thermal cameras, as well as the extrinsic calibration between RGB/thermal cameras and LiDAR sensors. The fusion of data from these sensors is a crucial capability for unmanned vehicles operating autonomously in unknown environments. Intrinsic camera parameters are typically calibrated using known patterns, such as a checkerboard. In the case of thermal cameras, these patterns must be adapted to be visible in the IR spectrum. Data fusion between cameras and LiDAR becomes feasible when the projection of LiDAR points into the camera's image plane is known, allowing for the assignment of corresponding color values. In this work, we tested several methods to estimate the transformation between the LiDAR and camera coordinate systems. Additionally, we examined an approach that employs a fourth-degree polynomial for projecting 3D points into the camera's image plane. The final part of the thesis demonstrates the data fusion process using practical examples.
This thesis focuses on the optical calibration of RGB and thermal cameras, as well as the extrinsic calibration between RGB/thermal cameras and LiDAR sensors. The fusion of data from these sensors is a crucial capability for unmanned vehicles operating autonomously in unknown environments. Intrinsic camera parameters are typically calibrated using known patterns, such as a checkerboard. In the case of thermal cameras, these patterns must be adapted to be visible in the IR spectrum. Data fusion between cameras and LiDAR becomes feasible when the projection of LiDAR points into the camera's image plane is known, allowing for the assignment of corresponding color values. In this work, we tested several methods to estimate the transformation between the LiDAR and camera coordinate systems. Additionally, we examined an approach that employs a fourth-degree polynomial for projecting 3D points into the camera's image plane. The final part of the thesis demonstrates the data fusion process using practical examples.
Description
Citation
DOBROVOLNÝ, L. Praktické využití kombinace lidaru a kamery v mobilní robotice [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2025.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
bez specializace
Comittee
RNDr. Vladimír Opluštil (předseda)
doc. Ing. Robert Grepl, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Jiří Krejsa, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Radoslav Cipín, Ph.D. (člen)
Ing. Dalibor Červinka, Ph.D. (člen)
Ing. Michal Bastl, Ph.D. (člen)
Ing. Peter Zavadinka, Ph.D. (člen)
Ing. Roman Adámek, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2025-06-10
Defence
Při obhajobě student nejprve prezentoval svoji diplomovou práci, následně byly přečteny posudky a student odpovídal na dotazy oponenta. Poté byly členy komise položeny následující otázky:
Berete hledaný objekt jako sférický objekt?
Obhajoba byla komisí hodnocena jako velmi dobrá.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení