論文の概要: Optimal Pose Guidance for Stereo Calibration in 3D Deformation Measurement

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.18317v1
• Date: Sun, 23 Nov 2025 07:10:07 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-25 18:34:24.768931
• Title: Optimal Pose Guidance for Stereo Calibration in 3D Deformation Measurement
• Title（参考訳）: 3次元変形計測におけるステレオ校正のための最適姿勢誘導
• Authors: Dongcai Tan, Shunkun Liang, Bin Li, Banglei Guan, Ang Su, Yuan Lin, Dapeng Zhang, Minggang Wan, Zibin Liu, Chenglong Wang, Jiajian Zhu, Zhang Li, Yang Shang, Qifeng Yu,
• Abstract要約: 本研究の目的は,次の最適なポーズを自動的に生成する対話型キャリブレーションフレームワークを開発することである。 この手法を統合したユーザフレンドリなグラフィカルインターフェースは、熟練していないユーザでさえ、適度なキャリブレーション画像をキャプチャするようにガイドする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 33.47288558214902
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Stereo optical measurement techniques, such as digital image correlation (DIC), are widely used in 3D deformation measurement as non-contact, full-field measurement methods, in which stereo calibration is a crucial step. However, current stereo calibration methods lack intuitive optimal pose guidance, leading to inefficiency and suboptimal accuracy in deformation measurements. The aim of this study is to develop an interactive calibration framework that automatically generates the next optimal pose, enabling high-accuracy stereo calibration for 3D deformation measurement. We propose a pose optimization method that introduces joint optimization of relative and absolute extrinsic parameters, with the minimization of the covariance matrix trace adopted as the loss function to solve for the next optimal pose. Integrated with this method is a user-friendly graphical interface, which guides even non-expert users to capture qualified calibration images. Our proposed method demonstrates superior efficiency (requiring fewer images) and accuracy (demonstrating lower measurement errors) compared to random pose, while maintaining robustness across varying FOVs. In the thermal deformation measurement tests on an S-shaped specimen, the results exhibit high agreement with finite element analysis (FEA) simulations in both deformation magnitude and evolutionary trends. We present a pose guidance method for high-precision stereo calibration in 3D deformation measurement. The simulation experiments, real-world experiments, and thermal deformation measurement applications all demonstrate the significant application potential of our proposed method in the field of 3D deformation measurement. Keywords: Stereo calibration, Optimal pose guidance, 3D deformation measurement, Digital image correlation
• Abstract（参考訳）: 立体キャリブレーションが重要なステップである非接触フルフィールド計測法として,デジタル画像相関(DIC)などのステレオ光学計測技術が3次元変形計測に広く用いられている。 しかし、現在のステレオキャリブレーション法では直感的なポーズガイダンスが欠如しており、変形測定における非効率性と準最適精度をもたらす。 本研究の目的は,3次元変形測定の高精度なステレオキャリブレーションを実現するために,次の最適なポーズを自動的に生成する対話型キャリブレーションフレームワークを開発することである。 本稿では,相対的および絶対的外在的パラメータの結合最適化を導入するポーズ最適化手法を提案し,次回の最適ポーズを解くために,損失関数として共分散行列トレースを最小化する。 この手法と統合されたユーザフレンドリーなグラフィカルインターフェースは、熟練していないユーザでさえ、適度なキャリブレーション画像をキャプチャするようにガイドする。 提案手法は, 異なるFOV間のロバスト性を維持しつつ, ランダムなポーズよりも効率性(少ない画像を求める)と精度(低い測定誤差を示す)が優れていることを示す。 S字型試料の熱変形測定試験では, 有限要素解析(FEA)シミュレーションと, 変形の程度と進化の傾向の両面において高い一致を示した。 3次元変形測定における高精度ステレオキャリブレーションのためのポーズガイダンス法を提案する。 シミュレーション実験,実世界の実験,および熱変形測定の応用はすべて,提案手法の3次元変形測定分野における有意な応用可能性を実証している。 キーワード:ステレオ校正,最適ポーズガイダンス,3次元変形計測,デジタル画像相関

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