Traditionally, laser triangulation

Traditionally, laser triangulation is performed using a monochrome image
sensor. In our system, a color CCD is used in order to capture color texture
simultaneously with the laser lines. This has several implications for laser
detection. First, the color CCD gives a distorted laser profile, as shown in
Fig. 16. The Bayer filter causes the intensity response to alternate between
the red, green, and blue pixels. Second, the exposure time has to be adjusted
to longer than the ideal setting for capturing only the laser lines, because the
texture region of the image has to be well exposed. This easily leads to oversaturation for the laser lines, as shown in Fig. 16c. Thirdly, although the line
lights were designed to illuminate only the central region of the imaged scene,
some light is dispersed nevertheless into the adjacent image areas reserved
for laser lines. In particular, highly reflective material will be illuminated, as
shown in Fig. 17. This interferences with the laser line detection.
Fig. 18 shows an image of one of the laser lines illuminating a sample PCB
board with a variety of components, ranging from highly reflective metallic
covers, less reflective ceramic coatings, low reflectance plastics, and a rubber
band where the laser light has penetrated below the surface and underwent
internal scattering, causing a wide diffused reflectance profile. Furthermore,
at some locations, multiple laser points can be seen along a single column.
This occurs either because of secondary reflections, or because the laser line
was split into two at the edge of a surface. The wide range of laser reflectance
response makes it challenging to locate the laser line accurately and robustly.
Fig. 19 shows the laser reflectance profiles for the red, green, and blue
channels across a single image column for the various situations. As can be
seen, the laser reflectance of different materials vary widely; some are highly reflective, leading to saturation in the red channel, and in some cases even
the green channel (possibly due to blooming), while other materials have very
low reflectance, with the signal in the red channel barely distinguishable from
noise.
A straight-forward solution to over-saturation is to use a more expensive
sensor with a higher dynamic range — the CCD sensor of the camera in our
system has a saturation capacity of only 8ke−. Alternatively, the response
arising from the Bayer pattern can actually be used to great advantage.
As seen in the laser reflectance profiles in Fig. 19, the red laser fills the
channels of each pixel in sequence from red to green to blue, resulting in a blue
peak within green peak within red peak pattern. Thus, our peak detection
algorithm searches each of these color channels in sequence starting from the
red channel, and moves onto the next channel if saturation is detected. To locate the peak location to subpixel accuracy, we model the laser reflectance
as a Gaussian profile, and use a window of 15 pixels around the observed peak
pixel to estimate the subpixel location. By taking the log of the Gaussian
function, which becomes a quadratic function, the parameters of the bestfit profile can be solved very efficiently using linear least squares. This is
known as the Gaussian estimator [16], and gives a better model than the
center-of-mass estimator that is more commonly used

Kết quả (Việt) 1:

Theo truyền thống, laser triangulation được thực hiện bằng cách sử dụng một hình ảnh đơn sắcbộ cảm biến. Trong hệ thống của chúng tôi, một màu CCD được sử dụng để nắm bắt màu sắc họa tiếtđồng thời với các đường laser. Điều này có ý nghĩa nhiều cho laserphát hiện. Trước tiên, color CCD cho một cấu hình méo laser, như minh hoạ trongHình 16. Bộ lọc Bayer gây ra các phản ứng cường độ để thay thế giữaCác điểm ảnh đỏ, màu xanh lá cây và màu xanh. Thứ hai, thời gian phơi sáng có thể điều chỉnhđể lâu hơn so với các thiết lập lý tưởng cho chụp chỉ laser đường, bởi vì cácvùng kết cấu hình ảnh đã được tiếp xúc với. Điều này dễ dẫn đến oversaturation cho dòng laser, như minh hoạ trong hình 16 c. Thứ ba, mặc dù các dòngđèn chiếu sáng được thiết kế để thắp sáng chỉ có vùng Trung tâm của cảnh imaged,một số ánh sáng phân tán Tuy nhiên vào các hình ảnh liền kề các khu vực dành riêngĐối với các đường dây laser. Cụ thể, vật liệu phản chiếu cao sẽ được chiếu sáng, như làHiển thị trong hình 17. Này nhiễu với phát hiện đường dây laser.Hình 18 cho thấy một hình ảnh của một trong những dòng laser chiếu sáng một PCB mẫuHội đồng quản trị với một loạt các thành phần khác nhau, từ các kim loại phản xạ caobao gồm, các vật liệu gốm ít phản xạ, phản xạ thấp nhựa và cao su mộtBan nhạc mà ánh sáng laser đã thâm nhập bên dưới bề mặt và đã trải quatán xạ nội bộ, gây ra một hồ sơ phản xạ khuếch tán rộng. Hơn nữa,tại một số địa điểm, nhiều điểm laser có thể được nhìn thấy dọc theo một cột duy nhất.Điều này xảy ra hoặc do phản xạ thứ cấp, hoặc vì dòng laserđược chia thành hai cạnh của một bề mặt. Nhiều loại laser phản xạphản ứng làm cho nó khó khăn để xác định vị trí dòng laser chính xác và đủ.Hình 19 cho thấy laser phản xạ các cấu hình màu đỏ, màu xanh lá cây và màu xanhCác kênh trên một cột duy nhất hình ảnh cho các tình huống khác nhau. Như có thểthấy, phản xạ laser của vật liệu khác nhau khác nhau; một số phản xạ cao, dẫn đến độ bão hòa trong các kênh màu đỏ, và trong một số trường hợp thậm chímàu xanh lá cây trong kênh (có thể do nở), trong khi các tài liệu khác có rấtphản xạ thấp, với các tín hiệu trong các kênh màu đỏ hầu như không thể phân biệt từtiếng ồn.Một giải pháp chuyển tiếp thẳng hơn-bão hòa là sử dụng một đắt hơnbộ cảm biến với một phạm vi năng động cao-cảm biến CCD của máy ảnh trong của chúng tôiHệ thống có công suất bão hòa chỉ 8ke−. Ngoài ra, các phản ứngphát sinh từ các mô hình Bayer thực sự có thể sử dụng để lợi thế lớn.Như đã thấy trong các cấu hình phản xạ laser trong hình 19, đỏ laser điền vào cácKênh của mỗi điểm ảnh theo thứ tự từ màu đỏ để màu xanh lá cây với màu xanh, kết quả là một màu xanhđỉnh cao trong các cao điểm màu xanh lá cây trong mô hình màu đỏ cao điểm. Vì vậy, chúng tôi phát hiện đỉnh caothuật toán tìm kiếm trên mỗi người trong số các kênh màu theo thứ tự bắt đầu từ cácKênh màu đỏ, và di chuyển lên các kênh tiếp theo nếu bão hòa được phát hiện. Để xác định vị trí vị trí đỉnh cao đến subpixel chính xác, chúng tôi mô hình phản xạ lasernhư một Gaussian cấu hình và sử dụng một cửa sổ 15 pixel xung quanh cao điểm quan sátpixel để ước tính vị trí subpixel. Bằng cách đăng Gaussianchức năng, mà sẽ trở thành một chức năng bậc hai, các thông số của hồ sơ bestfit có thể được giải quyết rất hiệu quả bằng cách sử dụng tối thiểu tuyến tính. Điều này làđược biết đến như là công cụ ước tính Gaussian [16], và cung cấp cho một mô hình tốt hơn so với cáccông cụ ước tính khối tâm thường được sử dụng

Kết quả (Việt) 2:

Theo truyền thống, tam giác laser được thực hiện bằng một hình ảnh đơn sắc
cảm biến. Trong hệ thống của chúng tôi, một CCD màu được sử dụng để nắm bắt kết cấu màu sắc
đồng thời với các dòng laser. Điều này có nhiều ý nghĩa đối với tia laser
phát hiện. Đầu tiên, các CCD màu cho một hồ sơ bằng laser méo mó, như thể hiện trong
hình. 16. Bayer lọc gây ra các phản ứng cường độ thay thế giữa
các điểm ảnh màu đỏ, xanh lá cây, và màu xanh. Thứ hai, thời gian tiếp xúc phải được điều chỉnh
để lâu hơn các thiết lập lý tưởng để chụp hình chỉ có các dòng laser, bởi vì các
khu vực kết cấu của hình ảnh phải được tiếp xúc tốt. Điều này dễ dẫn đến quá bão hòa cho các dòng laser, như thể hiện trong hình. 16c. Thứ ba, mặc dù dòng
đèn được thiết kế để chiếu sáng chỉ khu vực trung tâm của cảnh được ảnh,
một số ánh sáng được phân tán vẫn vào hình ảnh khu vực lân cận dành
cho dòng laser. Đặc biệt, vật liệu phản chiếu cao sẽ được chiếu sáng, như
thể hiện trong hình. 17. Đây nhiễu với việc phát hiện dòng laser.
Hình. 18 cho thấy một hình ảnh của một trong những dòng tia laser chiếu sáng một PCB mẫu
đồng quản trị với nhiều thành phần, từ phản chiếu cao kim loại
vỏ, lớp phủ gốm ít phản xạ, nhựa phản xạ thấp và cao su
ban nhạc, nơi ánh sáng laser đã thâm nhập vào bên dưới bề mặt và trải qua
tán nội bộ, gây ra một hồ sơ cá nhân phản xạ khuếch tán rộng. Hơn nữa,
ở một số địa điểm, nhiều điểm laser có thể được nhìn thấy cùng một cột duy nhất.
Điều này xảy ra hoặc là do phản xạ thứ cấp, hoặc bởi vì các dòng tia laser
được chia thành hai tại các cạnh của một bề mặt. Các loạt các phản xạ tia laser
phản ứng làm cho nó khó khăn để xác định vị trí dòng tia laser chính xác và mạnh mẽ.
Hình. 19 cho thấy các cấu phản xạ laser cho các màu đỏ, xanh lá cây, và màu xanh
kênh trên một cột hình ảnh duy nhất cho các tình huống khác nhau. Như có thể
thấy, hệ số phản xạ laser của các vật liệu khác nhau rất khác nhau; một số phản chiếu cao, dẫn đến bão hòa trong các kênh màu đỏ, và trong một số trường hợp thậm chí
các kênh màu xanh lá cây (có thể do hoa), trong khi các vật liệu khác có rất
phản xạ thấp, với các tín hiệu trong kênh màu đỏ khó phân biệt với
tiếng ồn.
Một thẳng giải pháp -forward để quá bão hòa là sử dụng một đắt hơn
bộ cảm biến với một phạm vi năng động cao hơn - cảm biến CCD của máy ảnh trong của chúng tôi
hệ thống có công suất bão hòa của chỉ 8ke-. Ngoài ra, phản ứng
phát sinh từ các mô hình Bayer thực sự có thể được sử dụng để lợi thế lớn.
Như đã thấy trong hồ sơ phản xạ laser trong hình. 19, các tia laser màu đỏ lấp đầy các
kênh của mỗi điểm ảnh theo thứ tự từ màu đỏ sang màu xanh lá cây sang màu xanh, kết quả trong một màu xanh
đỉnh trong đỉnh màu xanh lá cây trong mô hình đỉnh cao màu đỏ. Vì vậy, phát hiện đỉnh cao của chúng tôi
thuật toán tìm kiếm mỗi kênh màu trong chuỗi bắt đầu từ các
kênh màu đỏ, và di chuyển vào các kênh tiếp theo nếu bão hòa được phát hiện. Để xác định vị trí các vị trí đỉnh cao với độ chính xác subpixel, chúng ta mô hình hệ số phản xạ tia laser
như một hồ sơ Gaussian, và sử dụng một cửa sổ của 15 điểm ảnh xung quanh đỉnh quan sát
pixel để ước tính vị trí subpixel. Bằng cách tham gia các log của Gaussian
chức năng, mà trở thành một hàm bậc hai, các thông số của hồ sơ bestfit có thể được giải quyết rất hiệu quả sử dụng tuyến tính bình phương tối thiểu. Điều này được
gọi là ước lượng Gaussian [16], và đưa ra một mô hình tốt hơn so với các
trung tâm của khối lượng ước lượng được thường được sử dụng