Metodi e applicazioni di sensor fusion per i sistemi meccatronici

In this paper we present a system for 3D shapes digitization. During the research we developed algorithms for 3D shapes reconstruction from multiple stereo images; this algorithms provide the use of colored markers lying over the object surface. The procedure developed provides steps of image processing for markers detection, 3D reconstruction based on epipolar geometry and data fusion from different stereo-pairs. Particular attention was paid to the latter point, developing an algorithm based on uncertainty analysis of each 3D point and compatibility analysis by the Mahalanobis distance. Were then developed algorithms for modeling 3D objects in the scene based on a images sequence of moving bodies. A physical prototype was created at the MeccaLab at University of Trento and it has been used for an experimental verification of the proposed algorithms.

In questo lavoro viene presentato un sistema di digitalizzazione di forme 3D. Nel corso della ricerca sono stati sviluppati degli algoritmi per la ricostruzione di forme 3D a partire da immagini acquisite da più stereocamere; questi algoritmi prevedono l'utilizzo di marker colorati posizionati sull'oggetto da digitalizzare. La procedura sviluppata prevede fasi di elaborazione delle immagini per la localizzazione dei marker, ricostruzione 3D basata sulla geometria epipolare e fusione dei dati provenienti dalle diverse stereocamere. Particolare attenzione è stata posta a quest'ultimo punto, sviluppando un algoritmo basato su analisi dell'incertezza di ogni punto e analisi di compatibilità dei punti mediante distanza di Mahalanobis. Vengono poi proesentati degli algoritmi per la modellazione degli oggetti 3D presenti nella scena sulla base di una sequenza di immagini dei corpi in movimento. Un prototipo fisico è stato realizzato presso il MeccaLab dell'Università di Trento ed è stato utilizzato per una fase sperimentale di verifica degli algoritmi proposti.