Calibracion De Camaras
Páginas: 8 (1918 palabras)
Publicado: 23 de abril de 2012
PROCESAMIENTO DE IMÁGENES Y VIDEO
Tarea 1: CALIBRACION DE CAMARAS
CONTENIDO
OBJETIVOS 3
MARCO DE REFERENCIA 3
CALIBRACION DE CAMARAS 3
PARAMETROS DE UNA CAMARA 3
DESCRIPCIÓN DEL MODELO DE PROYECCIÓN (TOOLBOX) 5
DESARROLLO 7
PROCEDIMIENTO DE CALIBRACIÓN 8
RESULTADOS 10
REFERENCIAS 17
1. OBJETIVOS.
Calibrar una cámaradigital mediante el uso de alguna herramienta y estudiar el algoritmo usado en dicha calibración.
2. MARCO DE REFERENCIA
2.1 CALIBRACION DE CAMARAS
En aplicaciones con visión computacional un aspecto importante a considerar es el proceso denominado calibración de cámara, el cual consiste en determinar los parámetros internos de la cámara, tales como distancia focal, factores de distorsión ypuntos centrales del plano imagen.También se puede definir como un paso necesario en visión por computadora para extraer información de las medidas en imágenes en 2D, o en otras palabras, distancias en estas imágenes
2.2 PARAMETROS DE UNA CAMARA
Parámetros intrínsecos | Distancia focal, Punto principal, Centro óptico |
Parámetros extrínsecos | Posición orientación del cuadro dereferencia de la cámara con respecto al mundo real |
Una cámara tiene tanto parámetros intrínsecos como extrínsecos (ó internos y externos). Los parámetros intrínsecos son aquellos que describen el funcionamiento de una cámara, y tales parámetros son, por ejemplo, la distancia focal, el punto principal y el centro óptico.
En cámaras digitales, los parámetros internos definen las coordenadas enpíxeles de un punto en la imagen virtual con respecto a las coordenadas en el cuadro de referencia de la cámara, es decir, dan la orientación interna del cuadro, siempre teniendo el objetivo de conocer la distancia focal, el punto principal, etcétera, de la cámara digital.
Los parámetros externos de la cámara son aquellos que definen la posición y la orientación del cuadro de referencia de la cámaracon respecto al mundo real, es decir, dan la orientación externa de la cámara.
La siguiente es la relación que existe entre un punto p en 3D y su proyección p´ en la imagen:
(1)
donde A indica los parámetros internos de la cámara con el punto principal en (Xo, Yo). R y t, son los parámetros externos de la cámara. R es una matriz de rotación 3 x 3 y t es un vector de traslación de lacámara en el sistema coordenado exterior, o el mundo.
La ecuación (1) sirve para realizar algún algoritmo que permita computacionalmente obtener Los parámetros de la cámara. Existen diferentes maneras de implementar algoritmos para la calibración, se hacen diferentes manipulaciones a la ecuación y se encuentran diferentes maneras de resolver un problema en específico. Para poder encontrar ladistancia de una lente a un objeto deseado, una de las interrogantes es saber cuál es la distancia focal de una cámara en específico; por lo tanto, al calibrarla estamos encontrando sus parámetros intrínsecos y extrínsecos, dentro de los cuales está incluido el parámetro de interés.
2.3 DESCRIPCIÓN DEL MODELO DE PROYECCIÓN EMPLEADO POR LA TOOLBOX
El modelo de proyección que aplica la toolbox deMatlab incluye distorsiones radiales y tangenciales. No obstante, eliminando las distorsiones, el modelo de proyección no es tan diferente. La siguiente explicación emplea la notación de parámetros intrínsecos y extrínsecos que utiliza la toolbox(fc, cc, T_c, R_c):
Por un lado, dados la matriz de rotación Rc y el vector de traslación Tc, para convertir de coordenadas mundo (Xw; Yw; Zw) acoordenadas camara (Xc; Yc; Zc), se aplica la siguiente transformación:
(2)
Si no tenemos en cuenta las distorsiones, las coordenadas imagen (Xb; Yb) se consiguen de la siguiente forma:
(3)
Donde:
fc = (fcx; fcy) = (fc(1); fc(2)) viene expresado en pixeles e incluye la distancia focal de la cámara junto con el tamaño (en milímetros) de los pixeles, (sx; sy) o también llamado (Kx;Ky)....
Tarea 1: CALIBRACION DE CAMARAS
CONTENIDO
OBJETIVOS 3
MARCO DE REFERENCIA 3
CALIBRACION DE CAMARAS 3
PARAMETROS DE UNA CAMARA 3
DESCRIPCIÓN DEL MODELO DE PROYECCIÓN (TOOLBOX) 5
DESARROLLO 7
PROCEDIMIENTO DE CALIBRACIÓN 8
RESULTADOS 10
REFERENCIAS 17
1. OBJETIVOS.
Calibrar una cámaradigital mediante el uso de alguna herramienta y estudiar el algoritmo usado en dicha calibración.
2. MARCO DE REFERENCIA
2.1 CALIBRACION DE CAMARAS
En aplicaciones con visión computacional un aspecto importante a considerar es el proceso denominado calibración de cámara, el cual consiste en determinar los parámetros internos de la cámara, tales como distancia focal, factores de distorsión ypuntos centrales del plano imagen.También se puede definir como un paso necesario en visión por computadora para extraer información de las medidas en imágenes en 2D, o en otras palabras, distancias en estas imágenes
2.2 PARAMETROS DE UNA CAMARA
Parámetros intrínsecos | Distancia focal, Punto principal, Centro óptico |
Parámetros extrínsecos | Posición orientación del cuadro dereferencia de la cámara con respecto al mundo real |
Una cámara tiene tanto parámetros intrínsecos como extrínsecos (ó internos y externos). Los parámetros intrínsecos son aquellos que describen el funcionamiento de una cámara, y tales parámetros son, por ejemplo, la distancia focal, el punto principal y el centro óptico.
En cámaras digitales, los parámetros internos definen las coordenadas enpíxeles de un punto en la imagen virtual con respecto a las coordenadas en el cuadro de referencia de la cámara, es decir, dan la orientación interna del cuadro, siempre teniendo el objetivo de conocer la distancia focal, el punto principal, etcétera, de la cámara digital.
Los parámetros externos de la cámara son aquellos que definen la posición y la orientación del cuadro de referencia de la cámaracon respecto al mundo real, es decir, dan la orientación externa de la cámara.
La siguiente es la relación que existe entre un punto p en 3D y su proyección p´ en la imagen:
(1)
donde A indica los parámetros internos de la cámara con el punto principal en (Xo, Yo). R y t, son los parámetros externos de la cámara. R es una matriz de rotación 3 x 3 y t es un vector de traslación de lacámara en el sistema coordenado exterior, o el mundo.
La ecuación (1) sirve para realizar algún algoritmo que permita computacionalmente obtener Los parámetros de la cámara. Existen diferentes maneras de implementar algoritmos para la calibración, se hacen diferentes manipulaciones a la ecuación y se encuentran diferentes maneras de resolver un problema en específico. Para poder encontrar ladistancia de una lente a un objeto deseado, una de las interrogantes es saber cuál es la distancia focal de una cámara en específico; por lo tanto, al calibrarla estamos encontrando sus parámetros intrínsecos y extrínsecos, dentro de los cuales está incluido el parámetro de interés.
2.3 DESCRIPCIÓN DEL MODELO DE PROYECCIÓN EMPLEADO POR LA TOOLBOX
El modelo de proyección que aplica la toolbox deMatlab incluye distorsiones radiales y tangenciales. No obstante, eliminando las distorsiones, el modelo de proyección no es tan diferente. La siguiente explicación emplea la notación de parámetros intrínsecos y extrínsecos que utiliza la toolbox(fc, cc, T_c, R_c):
Por un lado, dados la matriz de rotación Rc y el vector de traslación Tc, para convertir de coordenadas mundo (Xw; Yw; Zw) acoordenadas camara (Xc; Yc; Zc), se aplica la siguiente transformación:
(2)
Si no tenemos en cuenta las distorsiones, las coordenadas imagen (Xb; Yb) se consiguen de la siguiente forma:
(3)
Donde:
fc = (fcx; fcy) = (fc(1); fc(2)) viene expresado en pixeles e incluye la distancia focal de la cámara junto con el tamaño (en milímetros) de los pixeles, (sx; sy) o también llamado (Kx;Ky)....
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