Wątpliwości podczas kalibracji kamery

Question

Pracuję nad projektem opartym na wizji maszynowej. Wykorzystywany jest obiektyw szerokokątny z kamerą otworkową o wysokiej rozdzielczości.

Odległość pracy: odległość między aparatem a obiektem.

Rozdzielczość wyniesie prawie 10MP. Rozmiar obrazu może wynosić 3656 pikseli i 2740 pikseli. Wymagania dotyczące projektu są następujące:

1. Moja odległość robocza musi wynosić prawie 5 metrów.
2. Aparat należy przechylić pod kątem 13 stopni.

Aby uniknąć zniekształceń obiektywu w aparacie, wykonuję kalibrację kamery za pomocą OpenCV.

Poniżej wymienione są moje wątpliwości związane z tym aparatem kalibracji

1. Ponieważ odległość robocza wynosi 5 metrów, należy kalibracja kamera być zbyt wykonane z tej samej odległości?

2. Ponieważ kamera jest nachylona pod kątem 13deg w aplikacji, czy konieczne jest wykonanie kalibracji również przy pochylonym aparacie pod odpowiednim kątem?

Answer 1

Odpowiedź nie dotyczy obu pytań. Kalibracja kamery w zasadzie znajduje zależność pomiędzy długością ogniskowej i płaszczyzną pikselową przy założeniu modelu kamery otworkowej; i opcjonalnie (w zależności od obiektywu szerokokątnego), zniekształcenia promieniowe. Relacje te są niezależne od pozycji kamery na świecie.

Przy okazji, widzę, że oznaczono to jako matlab: Mogę polecić Camera Calibration Toolbox for MATLAB jako miły łatwy sposób kalibracji kamer. Prowadzi Cię przez proces ładnie.

Answer 2

Moja odpowiedź brzmi "być może" na pierwsze pytanie, a "nie" na drugie pytanie.

Chociaż prawdą jest, że nie jest to konieczne, aby skalibrować cel w tej samej odległości lub w pobliżu co przedmiot, w praktyce jest to możliwe tylko wtedy, gdy masz wystarczającą głębię ostrości (w szczególności, jeśli jesteś skoncentrowany w nieskończoności) i użyj stałej tęczówki.

Powodem jest druga reguła kalibracji kamery: "Nie należy dotykać obiektywu podczas kalibracji ani po niej". W szczególności nie można zmieniać ostrości ani zmieniać wartości przysłony, ponieważ zarówno ostrość, jak i przesłona wpływają na nieliniowe zniekształcenie soczewki i (choć w mniejszym stopniu w zależności od obiektywu) na pole widzenia. Oczywiście możesz całkowicie zmienić czas ekspozycji, ponieważ w ogóle nie wpływa to na geometrię obiektywu.

Zobacz także, dla ogólnego komentarza, this other answer z mojego.

Answer 3

Kąt kamery nie stanowi problemu, ale użytkownik chce skalibrować aparat za pomocą celu kalibracji w przybliżeniu na odległość roboczą od niego. Teoretycznie odległość nie powinna mieć znaczenia. W rzeczywistości jednak będziesz miał większe błędy, jeśli wykonasz kalibrację z dokładnością do 1 metra, a następnie spróbujesz zmierzyć rzeczy w odległości 5 metrów.

Należy również sprawdzić aplikację CameraCalibrator, która jest częścią zestawu Computer Vision System Toolbox dla MATLAB.