Performance Evaluation of Time-of-Flight Depth Cameras

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Sähkötekniikan korkeakoulu | Master's thesis
Date
2015-12-14
Department
Major/Subject
Älykkäät tuotteet
Mcode
ETA3006
Degree programme
AUT - Automaatio- ja systeemitekniikka (TS2005)
Language
en
Pages
55+7
Series
Abstract
In this thesis, accuracy of Time-of-Flight (ToF) depth cameras was studied. ToF camera is relatively new technology, which is a potential challenger for traditional 3D imaging methods. However, the accuracy of ToF measurements is limited by several factors, such as the properties of the target or the intensity of background illumination. In the experimental part of this thesis, three ToF cameras are compared. The cameras are Mesa SR4000, Panasonic D-IMager EKL3106 and Microsoft Kinect v2. For the evaluation, five different test scenarios were carried out in indoor and outdoor environments. The goal of the measurements was to study how the temperature of the camera, background illumination and distance and reflectivity of the imaged objects affect the depth accuracy. The results showed that although all tested cameras had difficulties in some conditions, ToF camera technology has developed rapidly. Current cameras perform more robustly in challenging conditions, which enables a whole new range of applications.

Tässä työssä tutkittiin Time-of-Flight (ToF) -syvyyskameroiden tarkkuutta. ToF-kamera on suhteellisen uusi teknologia ja se tarjoaa varteenotettavan vaihtoehdon perinteisemmille 3D-kuvantamistekniikoille. Mittausten tarkkuutta kuitenkin rajoittavat jotkin ympäristötekijät, kuten taustavalaistuksen voimakkuus tai kuvattavan kohteen ominaisuudet. Työn kokeellisessa osiossa vertailtiin kolmea kameraa, jotka olivat Mesa SR4000, Panasonic D-IMager EKL3106 ja Microsoft Kinect v2. Vertailua varten tehtiin viisi erilaista mittausta sisä- ja ulkotiloissa. Mittauksissa tutkittiin kameran sisäisen lämpötilan, kuvattavan kohteen etäisyyden ja heijastavuuden sekä taustavalaistuksen vaikutusta mittaustarkkuuteen. Tulokset osoittivat, että vaikka kaikilla kameroilla oli tietyissä olosuhteissa ongelmia, on ToF-kamerateknologia kehittynyt nopeasti. Nykyiset kamerat suoriutuvat hyvin yhä useammissa olosuhteissa, mikä mahdollistaa kasvavan joukon uusia sovelluksia.
Description
Supervisor
Kyrki, Ville
Thesis advisor
Kemppi, Paul
Keywords
time-of-flight camera, depth camera, SR4000, D-IMager, Kinect v2
Other note
Citation