beszabályozás
A kamera paramétereit modell
Jellemzően, hogy képviselje 2D-egy pont koordinátáit a síkot használja, oszlopvektor a forma [u v 1] ⊤>. és meg kell határozni a helyzetét 3D-pontok világ koordináták - [x w y w Z w 1] ⊤ \, Y _ \, z _ \, 1]>. Meg kell jegyezni, hogy ezek a kifejezések vannak írva bővült jelöléssel homogén koordinátákat. amely a leggyakoribb problémák a robotikában és az átalakulás szilárd anyagok. Különösen a lyukra kamera modell egy mátrix kamera kilövésére háromdimenziós térben pont a képsík:
Belső kalibrációs paraméterek
belső kalibrációs mátrix tartalmaz 5 lényeges paraméterek. Ezek a paraméterek megfelelnek a gyújtótávolság. szög sematikus képpont, és a pont (metszéspontja a képsík az optikai tengellyel, ami egybeesik a kép közepén. A valós kamerák, hajlamos kissé eltolódhat az optikai torzítások). Különösen, α x> és α y> megfelelnek a fókusztávolság, mért szélessége és pixel magasságú, u 0> és v 0> - koordináták fősík, és γ = α y * tan φ> * \ tan \ varphi>. ahol φ - a dőlésszög a pixel [2]. Nemlineáris belső kalibrációs paraméterek, mint a torzítás együtthatók. Fontos az is, bár nem lehet benne a lineáris modell leírt belső kalibrációs mátrix. A legtöbb modern kalibrációs algoritmus, a fényképezőgép érzékeli őket együtt a paramétereket a lineáris modell.
belső kalibrációs beállítások csak a kamera, de nem a helyszínre, így változtatni, csak akkor, ha a megfelelő változást a fényképezőgép beállításait.
Paraméterek külső kalibrálás
R. T>, T> (ahol R >> - vektor 1 × 3 vagy 3 × 3 mátrix forgás, T >> - 3 × 1 vektor szállítás) - külső kalibrálás paraméterek. meghatározunk egy koordináta transzformáció. átalakítja koordinátáit a jelenet pont a világ koordináta-rendszer egy koordináta rendszer kapcsolódó kamra [2]. Vagy, ami az előző meghatározás szerint a külső kalibrációs paraméterek határozzák meg a helyzetét a kamera a világon koordinátarendszerben.
Paraméter külső kalibráció közvetlenül kapcsolódik a helyszínre fotózott, így (ellentétben a belső kalibrációs paraméterek) minden fotó saját paraméterek.
fényképezőgép-modell
Ha a fényképezőgépet fény a jelenet rögzítése és fókuszált. Ez a folyamat csökkenti a mérések számát a kapott adatok kamera háromról kettőre (a fény egy háromdimenziós jelenet átalakul egy kétdimenziós kép). Ezért minden pixel a kapott képnek felel meg a fénysugár az eredeti jelenet. A kamera kalibráció keresett összefüggés a háromdimenziós jelenet pontok és a pixelek a kép.
Abban az esetben ideális lyukkamera beállítására ilyen levelezés, csak egy kiálló mátrixban. Azonban abban az esetben bonyolultabb kamera által bevezetett torzulásokat lencse, nagyban befolyásolja az eredményt. Így, a nyúlvány függvény egy bonyolultabb és gyakran írják sorozataként transzformációk, például:
X = I × D i s t (E × X). ahol
Kamera kalibrációs algoritmus
Számos különböző megközelítések kalibrációs problémájának megoldásához.
- A klasszikus megközelítés - algoritmus Roger Y. Tsai [3]. Ez két szakaszból áll, amelyek közül az első a paramétereket egy külső kalibráció, a második meghatározott - belső kalibrációval és a torzítás.
- „Az új, rugalmas kamera kalibrációs technológia” [4]. amely alakult Zhengyou Zhang és használatán alapul egy lapos kalibrációs objektum formájában egy sakktábla.
- Auto Calibration - megszerzése kalibrációs adatokat közvetlenül a képek és a jelenet nem igényel jelenléte különleges kalibrálási lehetőséggel.
A kamera kalibrációs algoritmus, és egy algoritmust végrehajtani stereokalibrovki OpenCV könyvtárban.
Automatikus kalibrálás
Az alapvető eljárás lépései:
- Keresés konkrét pontokat az összes képet. Erre a célra fel lehet használni, például derékszögű Harris detektor.
- Keresés pont közötti megfelelések képeket. Ezt meg lehet tenni, például, hogy egy összehasonlító Sift-leírók talált az egyes pontokat. Ennek eredményeként minden egyes kép egy sor pixel, amelyek megfelelnek az azonos pontok a háromdimenziós jelenet.
- Ezt követően a Bundle alkalmazkodási algoritmus adatai alapján a pont megfelelések szimultán keresést és kalibrálási paraméterek és a 3D-koordinátái az egyes pontokat a jelenetet.