Gli algoritmi di stereo che sono stati utilizzati assumono che le
telecamere siano parallele, in modo tale che le linee epipolari
corrispondano alle righe delle immagini. In questo modo non è
necessario risolvere il problema di trovare le linee epipolari e di
utilizzare risorse di calcolo preziose per questo compito. Il
posizionamento delle telecamere avviene manualmente, con l'aiuto di un
semplice programma e di un apposito bersaglio di calibrazione. Il
robot viene posto di fronte al bersaglio riportato in figura
. Un programma acquisisce le immagini delle
telecamere e ne calcola l'immagine di differenza, che viene inviata a
un monitor. L'orientazione delle telecamere avviene basandosi
sull'aspetto del bersaglio di calibrazione nell'immagine di
diffenza. Con questi strumenti le telecamere possono venire orientate
con la precisione necessaria in pochi minuti.
Figure: Il pattern di calibrazione utilizzano per orientare
le telecamere. Le linee verticali hanno una distanza pari a quella
delle telecamere sul robot. Perché le telecamere siano parallele,
nell'immagine sinistra la riga verticale sinistra deve trovarsi alla
stessa coordinata della riga verticale destra nell'immagine destra.
La determinazione della funzione tra distanza e disparità viene
effettuata dal robot in modo autonomo. Il robot,
fig.
, posto di fronte a una parete con
colorazione non uniforme, in modo che l'algoritmo di stereo possa
funzionare (sono sufficienti un poster o un disegno), misura la
disparità della superficie mediante il sistema di
stereo-visione. La distanza dal bersaglio viene misurata mediante uno
dei sonar frontali. Muovendosi avanti e indietro il robot può
acquisire una serie di coppie disparità-distanza.
La funzione viene poi approssimata mediante linearizzazione e interpolazione ai minimi quadrati. Analiticamente, la disparità d è legata alla distanza z dalla relazione
dove b è la base stereometrica (distanza fra i centri ottici
delle telecamere) e f è la lunghezza focale degli obbiettivi.
Con una sostituzione di variabile, ponendo
, la
si può riscrivere
la
è una funzione lineare, facilmente
approssimabile da una serie di campioni mediante la tecnica dei minimi
quadrati. In figura
è riportata la funzione
risultante dalla procedura di calibrazione.
Figure: Il robot durante la procedura di calibrazione: il sonar
misura la distanza dalla parete, e il sistema di stereo-visione ne
misura la disparità corrispondente sul piano immagine.
Figure: Funzione disparità-distanza, approssimata con il metodo dei
minimi quadrati.
Figure: Prove con diversi valori del parametro k. Da sinistra a
destra, dall'alto in basso, il parametro varia dal valore 0 fino al
valore 1,1.