Artesis Hogeschool Antwerpen - Industriële Wetenschappen - Plaatsbepaling van ellipsoïden met meerdere camera's, met toepassing in de automatisering van de tomatenteelt

Abstract: Samen met het “Department of agro-engineering and –economics” van de Landbouwfaculteit van de Katholieke Universiteit Leuven werd een project ingediend in het kader van het TETRA-fonds van het IWT met als titel “Automatisering van de tomatenteelt”.
Een onderdeel van dit project is de ontwikkeling van een systeem voor beeldverwerking dat in staat is de positie van tomaten nauwkeurig genoeg te bepalen om ze te plukken. Uit het beeld van 1 camera kan niet genoeg informatie gehaald worden, dus er zal gewerkt worden met 2 of meer camera’s.
Als men meerdere beelden heeft van een zelfde scène, dan stelt zich het correspondentieprobleem: welk punt in het ene beeld, komt overeen met welk punt in het andere? Pas als dit opgelost is, kan men de positie van het punt in de ruimte bepalen uit de verschillende projecties.
In een omgeving waar men gemakkelijk referentiepunten kan terugvinden, zoals bij gebouwen, waar hoeken van ramen, deuren en dakgoten en versieringen voorkomen, is dit een goede denkpiste. In andere omstandigheden, zoals bij tomatenplanten is dit niet evident.
Het huidig project wil een andere aanpak onderzoeken, namelijk de correspondentie van oppervlakken, in het bijzonder kwadrieken. Als verschillende aanzichten van een kwadriek beschikbaar zijn, dan kan men de ligging ervan bepalen door de projecties ervan te bekijken zonder individuele beeldpunten met elkaar in overeenstemming te brengen. Het onderzoek omvat een studie van de wiskundige methodes voor de beschrijving van kwadrieken en families van kwadrieken, een studie over de methodes om camera’s te ijken, toepassen van foutentheorie en vereffeningstechnieken, het ontwikkelen van een systeem om kegelsneden terug te vinden in een beeld, het ontwikkelen van een methode om camera’s te ijken met behulp van kwadrieken en het bepalen van de ligging van de kwadriek met een zo klein mogelijke fout.
Dit project is nuttig als ondersteuning van werkpakketen 3 en 4 van het TETRA-Fonds project, en kan het onderwerp uitmaken van een doctoraatsverhandeling. In eerste benadering kan men een tomaat aanzien als een ellipsoïde, en kan men de ontwikkelde technieken erop toepassen. Verder kan men komkommers benaderen als cilinders, sinaasappelen als ellipsoïden enz., men kan de verworven inzichten overdragen naar andere toepassingen in de fruitteelt.
Er is tevens een groter toepassingsgebied mogelijk, omdat een willekeurig glad oppervlak in de omgeving van een van zijn punten kan benaderd worden door een kwadriek.