calibrazione camera MATLAB toolbox

Question

Devo eseguire la rivisitazione dei miei punti 3D (ho già dati da Bundler).

Sto utilizzando la casella degli strumenti Camera Calibration in MATLAB per ottenere i parametri della fotocamera intrinseca. Ho ottenuto un risultato come questo da 27 immagini (scacchiera, le immagini sono prese da diverse angolazioni).

Calibration results after optimization (with uncertainties): 

Focal Length:  fc = [ 2104.11696 2101.75357 ] ± [ 23.13283 22.92478 ] 
Principal point: cc = [ 969.15779 771.30555 ] ± [ 21.98972 15.25166 ] 
Skew:  alpha_c = [ 0.00000 ] ± [ 0.00000 ] 
Distortion:  kc = [ 0.11555 -0.55754 -0.00100 -0.00275 0.00000 ] ± 
         [ >0.05036 0.59076 0.00307 0.00440 0.00000 ] 
Pixel error:  err = [ 0.71656 0.63306 ] 

Nota: gli errori numerici sono circa tre volte le deviazioni standard (per riferimento).

Mi chiedo degli errori numerici, ad esempio errore di lunghezza focale + - [23.13283 22.92478], errore del punto principale ecc. Che cosa rappresentano questi numeri di errore e quali sono il loro impatto?

L'errore pixel è davvero inferiore.

Finora ho Utilizzare la matrice seguente dai dati di cui sopra per la mia ri-proiezione:

K=[ 2104.11696 0 969.15779; 0 2101.75357 771.30555;0 0 1]

La matrice sopra "K" mi sembra giusto. Correggimi se sto facendo qualcosa di sbagliato ...

Aspetteranno le vostre risposte.

Answer 1

Qui ci sono due tipi di errori.

Uno è gli errori di riproiezione . Dopo aver calibrato una telecamera, si utilizzano i parametri della telecamera risultanti per proiettare i punti della scacchiera in coordinate del mondo nell'immagine. Quindi gli errori di riproiezione sono le distanze tra i punti proiettati e i punti di controllo della scacchiera. Il valore accettabile per gli errori di riproiezione dipende dalla vostra applicazione, ma una buona regola empirica è che l'errore di riproiezione medio dovrebbe essere inferiore a 0,5 di un pixel.

Gli altri tipi di errori sono gli intervalli +/- che si ottengono per ciascun parametro di stima. Quelli si basano sullo standard errors risultante dall'algoritmo di ottimizzazione.I valori che gli strumenti di calibrazione della fotocamera di Bouguet forniscono corrispondono a 3 volte l'errore standard, che corrisponde a un intervallo di confidenza del 99,73%. In altre parole, se la casella degli strumenti Calibrazione videocamera riporta l'errore della lunghezza focale come + - [23.13283 22.92478], la lunghezza focale effettiva si trova all'interno dell'intervallo della stima con una probabilità del 99,73%.

Gli errori di riproiezione forniscono una rapida misura della precisione della calibrazione. Gli errori standard - chiamiamoli errori di stima - sono utili per un'analisi più accurata dei risultati. Ad esempio, dovresti provare a escludere le immagini di calibrazione che presentano un errore di riproiezione medio alto. D'altra parte, se i tuoi errori di stima sono alti, puoi provare ad aggiungere più immagini di calibrazione.

A proposito, Computer Vision System Toolbox ora include uno GUI Camera Calibrator app che semplifica notevolmente la calibrazione della videocamera. C'è anche una buona spiegazione degli errori di riproiezione nella documentazione.

Answer 2

La casella degli strumenti di calibrazione della fotocamera estrae i punti della griglia dalle immagini della scacchiera e li utilizza per trovare i parametri di calibrazione.

Gli errori dei pixel sono errore di riserbo medio per i punti della griglia estratti, ovvero la posizione dei pixel effettiva e quella utilizzando la matrice K calcolata. Quindi questi numeri sono per lo più entro 1 (1 errore pixel) anche se i numeri sono abbastanza. L'errore nella lunghezza focale è la varianza della lunghezza focale calcolata.

Sono necessarie solo 3 o 4 immagini per trovare la calibrazione di una fotocamera (non ricordo il numero effettivo). Se fornisci più immagini, calcola K per tutte le combinazioni di 3-4 immagini e calcola a K. Gli errori sono la varianza di tutti questi K. calcolato

I tuoi numeri sono piuttosto alti (dovrebbe essere entro 3 -4 pixel rispetto ai 22-23 pixel). Il motivo sono le immagini sbagliate per la calibrazione e la stima iniziale errata dei punti della griglia (questa operazione viene eseguita manualmente selezionando 4 angoli nell'immagine). Inoltre di solito f_x e f_y sono uguali nelle moderne fotocamere e dovresti prendere la media di entrambi (f_x + f_y)/2.

Per quanto riguarda il punto principale, sembra che la risoluzione della fotocamera sia 1920 x 1600 e dovresti usare [980 800] invece di quello fornito dagli strumenti. Di solito il ccd è posizionato con attenzione ora-giorni e tu hai il tuo punto principale esattamente al centro.