Camaras

Calibración de cámaras fotográficas digitales no-métricas

Hoy en día se encuentra en el mercado gran variedad de cámaras fotográficas digitales no-métricas, tanto para el uso profesional, como para uso familiar (amateur). Estas últimas, poseen buena calidad radiométrica, pero baja calidad geométrica provocada por la distorsión del objetivo. Por ello, antes de utilizar estas cámaras en tareasfotogramétricas es necesario realizar la calibración de las mismas, que consiste en determinar los parámetros que define su geometría interna.

La geometría interna de una cámara queda definida mediante un conjunto de parámetros que determinan la forma del haz de rayos que da origen a la imagen. Las coordenadas pixel de un punto en la imagen digital, con respecto al cuadro de referencia de lacámara, están afectadas por dichos parámetros denominados: Parámetros Proyectivos Interiores (xp, yp, c, K1, K2,K3, P1,P2) donde los xp, yp son las coordenadas del punto principal, c la distancia focal, los Ki Son coeficientes de Distorsión Radial y Pi coeficientes de Distorsión Tangencial.

Para la determinación de estos parámetros existen varios métodos pudiéndose citar: Métodos deLaboratorio, Métodos de Campo y Método Estelar.

A continuación se efectuara una breve explicación de cada método.
Métodos de laboratorio.
El método del multicolimador emplea un número de colimadores colocados según un arreglo angular conocido. Un colimador consiste en un lente con una cruz montada, esta lente está enfocada al infinito.
Los rayos de luz que proyecta la cruz a través del lente,emergen paralelos. Si los mismos son dirigidos hacia el objetivo de una cámara, la cruz debe ser proyectada nítidamente en el plano focal.
Los colimadores individuales están rígidamente fijados con un ángulo “φ” conocido, entre ellos, de tal manera que los ejes ópticos de los colimadores adyacentes se intersecten en un punto. La cámara a ser calibrada es colocada de manera que su plano focal seaperpendicular al eje del colimador central y que el punto nodal anterior del objetivo quede en el punto de intersección de los ejes de todos los colimadores.
La cámara es orientada de manera que las cruces del colimador se proyectarán a lo largo de la dirección que corresponde al plano horizontal de los colimadores, figura 2.
Las cruces A hasta M de la figura 1 son proyectadas desde a hasta m,según la figura 2. Las cruces del plano perpendicular de colimadores son proyectadas desde n hasta y en la figura 2.

Colimadores individuales (tomado de Wolf, 1974) Posición de las imagen de los colimadores en el plano focal.
(tomado y adaptadode Wolf, 1974)
figura 1 figura 2
Métodos de campo y estelar.
Estos métodos constituyen una alternativa a la de calibración en laboratorio, presentando la ventaja de no necesitar un equipo especial caro y preciso.
En el método de campo, la cámara se dispone con el eje óptico en posiciónhorizontal y se procede a fotografiar una serie de blancos colocados frente a la cámara, espaciados entre sí a distancias regulares, perfectamente determinadas. Los ángulos existentes entre los blancos y la cámara son medidos usando técnicas topográficas precisas. Los blancos son colocados suficientemente lejos de la cámara de manera que no haya degradación apreciable de la imagen.
Otro forma deaplicar este método es efectuando un vuelo fotogramétrico sobre una región determinada, en donde se encuentran blancos con coordenadas planialtimétricas conocidas, con buen precisión y fiabilidad.
El método de campo también es usado en muros verticales con diferentes profundidades, sobre los mismos se encuentran arreglos de blancos perfectamente determinados, posteriormente se efectúan las tomas...