Fraunhofer-Gesellschaft

Publica

Hier finden Sie wissenschaftliche Publikationen aus den Fraunhofer-Instituten.

Homography estimation for low-contrast IR image sequences utilizing GPS control points

Homographie-Schätzung bei IR-Bildsequenzen mit niedrigem Kontrast unter Verwendung von GPS-Kontrollpunkten
 
: Dunau, Patrick; Fitz, Daniel; Beyerer, Jürgen

:

Technisches Messen : TM 82 (2015), Nr.5, S.262-272
ISSN: 0340-837X
ISSN: 0171-8096 (Print)
ISSN: 2196-7113 (Online)
Englisch
Zeitschriftenaufsatz
Fraunhofer IOSB ()
image registration; homographies; GPS point projection; camera projection; Bildregistrierung; Homographien; GPS Punktprojektion; Kameraprojektion

Abstract
Im Bereich von Annäherungssequenzen im infraroten Spektralbereich stellt die Bestimmung von Homographien zur Beschreibung von Pixelbewegung aufgrund von Bewegungen der Kamera einen speziellen Problembereich dar. Bei der Annäherung der Kamera zum Bereich des Interesses werden näherkommende Objekte durch immer mehr Pixel dargestellt, woraus sich ein Zuordnungsproblem für Punktkorrespondenzen ergibt. Diese Zuordnungsproblematik hat mit herkömmlichen Methoden zur Schätzung der Homographien zu Driftproblemen geführt. In diesem Artikel wird ein Verfahren vorgestellt, womit die Zuordnungsproblematik der Punktkorrespondenzen und das Driftphänomen beseitigt werden können. Das vorgestellte Verfahren nutzt Informationen aus zusätzlicher Sensorik (GPS-Empfänger, inertiales Messsystem (IMU), Kompass) aus, um Projektionsmatrizen der Kamera zu jedem Videoframe zu bestimmen. Die Projektionen werden dazu verwendet, GPS-Kontrollpunkte in das Video zu projizieren, womit die Zuordnung auf natürliche Art und Weise hergestellt werden kann. Auf Basis der Korrespondenzen werden die Homographien berechnet und mit dem Stand der Technik verglichen.

 

Estimating the homographies for IR sequences of approaching objects in the infrared spectrum is a special problem. Due to the approaching movement of a helicopter towards measurement items, the objects are represented with few pixels in the beginning of the sequence and they are represented with a lot more pixels when reaching the destination area. This fact results in an assignment problem of finding point correspondences. This difficulty has led to drifting phenomena when using sophisticated methods for estimating the homographies. In this article a method is described which eliminates both the problem of finding point correspondences as well as the drifting issue. The presented procedure exploits information gathered by additional sensors (i.?e., a GPS receiver, an inertial measurement unit (IMU), and a compass) for the computation of camera projections for each frame. The camera mappings are used to project GPS control points into the frames. The use of the same GPS points for each frame results in naturally given point correspondences. Using these correspondences the homographies can be estimated. The results are compared to the state of the art.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-339649.html