240 likes | 393 Views
Consiglio Nazionale dell Ricerche. I E I I T. Istituto di Elettronica e di Ingegneria dell’Informazione e delle Telecomunicazioni. Gruppo di Visione Artificiale. Sistema di Stereo Visione Attiva per la documentazione ed il monitoraggio di superfici architettoniche e affreschi.
E N D
Consiglio Nazionale dell Ricerche I E I I T Istituto di Elettronica e di Ingegneria dell’Informazione e delle Telecomunicazioni Gruppo di Visione Artificiale Sistema di Stereo Visione Attiva per la documentazione ed il monitoraggio di superfici architettoniche e affreschi ( Progetto SIINDA - P.N.R. Parnaso ) A. Chimienti(1), P. Grattoni(1), R. Nerino(2), G. Pettiti(1), M. Spertino(1) (1)I.E.I.I.T. - C.N.R., c/o Politecnico di Torino (2)IEN G. Ferraris, Torino
Obiettivi del progetto Sviluppo di un sistema per la documentazione e la conservazione delle opere d’arte distribuite sul territorio Requisiti: • Capacita’ di effettuare misure geometriche e colorimetriche correlate nel campo da 2 a 10 m • Trasportabilita’ e capacita’ di operare sia in interni sia in esterni • Capacita’ di elaborare i dati direttamente sul campo • Monitoraggio automatico Risultato: Sistema di Stereo Visione Attiva
Il sistema di Stereo Visione Attiva“SVA” Principio di funzionamento La struttura TL1 TL2 WA B M11 M2 M12 T • WA- B/W camera, standard CCIR, 12.5 mm lens; Sensor CCD 756 x 580 pixel. • TL1, TL2, - B/W Digital Camera ; 105 mm; CCD 1536 x 1024 x 14 bit/pixel,Sensitivity up to 4x10-7 lx . TL1 is equipped with filters for CIE x, y, z co-ordinates measurement. • M11, M12, M2 - Rotation stages – MicrocontroleResol.: 1/1000o,VMax=20 o/s . • B-Camera-holder arm, anodised Al,Stereo baseline M11 - M12 = 800 mm.
Volume di Lavoro 6 m 4 m Z = 8 m z Z = 3 m O x • x,y Risoluzione Spaziale @ 8 m: 0.7 mm • Incertezza di misura 3D @ 5 m: 1.1 mm • Localizzazione x,y bersagli @ 8 m: < 70 m y
Immagine WA a bassa risoluzione Distanza media della scena : 4.5 m
Immagine TL ad alta risoluzione Distanza bersaglio: 4.5 m Spessore croce: 0.4 mm
WA Stereo coppia TL in condizioni di puntamento
TL Left TL Right Ricostruzione 3D da Stereovisione
X L a Y Z b Misura colorimetrica
Acquisizione di grandi Regioni di Interesse Componenti CIE L*a*b*
Immagine mosaico ad alta risoluzione Componente L* - CIE
Misure di riferimento: passo 1 Posizionamento del sistema e acquisizione dell’immagine WAin un file di Report WA Image
Misure di riferimento: passo 4 L’operatore guida interattivamente le TL a fissare i Punti di Interesse nella scenae avvia le misure richieste. Risultati e parametri di misura vengono salvati nel File di Report Immagine TL File di Report
Procedura di riposizionamento : passo 3 SCENA La posizione di riferimento viene recuperata traslando l’ AVS di T and e quindi ruotandolo in modo tale che la WAC fissi lo stesso punto della WAR. La posizione delle lampade e’ ottenuta in modo analogo. AVSR AVSC AVS’ Xc X’ = Xc – T XR X’ = Xc – T XR X’ T IC IC
Procedura di riposizionamento : passo 4 L’AVS aggiorna la sua posizione finale e avvia l’operazione automatica di monitoraggio seguendo le informazioni contenute nel File di Report RISULTATI Incertezza di riposizionamento dell’ SVA : < 50 mm (in 1 solo passo) Incertezza nel ripuntamento automatico dei Punti di Test: < 1 mm
AVS teodoliti Vista Media Scarto tipo 1 3.90 mm 1.7 mm 2 2.74 mm 1.5 mm 3 3.93 mm 1.8 mm 4.3 m PILLAR 2.2 m 4.5 m 4.5 m 4.5 m Vista 1 Vista 3 Vista 2 Misure Geometriche - Dimensionali In Laboratorio Campione di lunghezza in Invar: 800 mm Misura del Campione in diverse posizioni e orientamenti nel volume di lavoro: Errore medio = 0.31 mm Scarto Tipo = 0.28 mm Sul Campo
Misure Colorimetriche In Laboratorio Campioni di colore Misura di 11 campioni ceramici in riflessione a coprire l’intero spettro Tc = 2890 K Errore medio = 1.36 Lab Errore massimo = 3.36 Lab Limite percezione umana = 5 Lab Sul Campo in esterni • Confronto con Spettrofotometro a Contatto RAVA : • Errore medio AVS = 7.8 Lab • Errore medio Colorimetro Campione = 7.0 Lab • Differenze cromatiche tra punti di test: • AVS = 13.6 Lab S. C. RAVA =13.8 Lab
Monitoraggio in Laboratorio • Ripetibilita’ nella misura di colore su 5 punti di test (30 ripetizioni): • - Senza riposiz. di AVS e luci: St.dev. = 0.25 Lab • - Con riposizi. di AVS e luci: Errore medio = 0.91 Lab Errore max = 1.16 Lab • - Con riposiz. di Colorimetro PR650 e luci : • Errore medio = 2.38 Lab Errore max = 3.73 Lab • Incertezza nel ri-puntamento di 5 punti di test (30 ripetizioni): • Errore max < 1 mm
Conclusioni I vantaggi di AVS rispetto a sistemi concorrenti sono: - La possibilità di elaborazione dei dati acquisiti direttamente sul campo. - La possibilità di monitoraggio automatico con un elevato grado di accuratezza nella ripetizione delle condizioni di misura. - La possibilità di effettuare misure colorimetriche su superfici estese. - La possibilità di acquisizione e di monitoraggio di molte superfici non altrimenti accessibili senza l’uso di costosi ponteggi. Sviluppi previsti: - l’utilizzo di luce strutturata per il rilievo dimensionale di superfici senza tessiture - l'estensione delle capacità di misura del colore ad altre bande spettrali oltre al visibile - la misura del coefficiente di riflessione spettrale (uso di ottiche diffrattive).