Оценка погрешности измерения геометрических параметров объектов при проектировании стереоскопических систем

Abstract

Статья посвящена обоснованию метода оценки погрешностей стереоскопических систем, предназначенных для измерения трехмерных координат и геометрических параметров объектов. Такой метод требуется на этапе их проектирования для оптимизации конструктивных параметров систем регистрации и параметров алгоритмов обработки данных и должен быть применим для различных математических моделей систем регистрации при наличии данных о погрешностях определения координат соответствующих точек на изображениях, а также погрешностях определения параметров системы регистрации при калибровке. Проведен анализ известных методов оценки погрешностей путём сравнения с результатами моделирования по методу Монте–Карло для проективной и трассировочной моделей систем регистрации. Показано, что сигма-точечное преобразование (unscented transformation) обеспечивает более высокую точность оценки и универсальность, чем метод линеаризации. На примере измерения длины отрезка показано, что использование симметричного доверительного интервала, построенного по среднему значению и дисперсии, может приводить к недостоверной оценке погрешности измерения геометрических параметров. Предложен метод расчета доверительных интервалов на основе комбинации сигма-точечного преобразования и интервальных оценок. Его эффективность подтверждена результатами математического моделирования. Полученные результаты могут быть использованы для проектирования как пассивных стереоскопических систем, так и активных триангуляционных систем, а также усовершенствования их программного обеспечения.