АНАЛІЗ ПОХИБОК КАЛІБРУВАННЯ ТЕЛЕВІЗІЙНОЇ СИСТЕМИ КЕРУВАННЯ АВТОМОБІЛЕМ

Автор(и)

  • Вячеслав Стаднічук Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0003-0648-431X
  • Валентин Колобродов Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0003-0941-0252

DOI:

https://doi.org/10.20535/1970.66(2).2023.294946

Ключові слова:

калібрування камери, внутрішні параметри, головна точка, головна відстань, 3D вимірювання, 2D-зображення, опорні площини, похибки калібрування, трансляція опорної площини, аналітичні рівняння, ефективність формул, точність, обробка зображень, наукове дослідження

Анотація

Калібрування камери є критичним методом для додатків 3D вимірювання на основі 2D-зображень. Внут-рішні параметри камери, такі як головна точка і головна відстань, визначаються в процесі калібрування. Го-ловна точка є перетином оптичної осі камери і площини зображення, а головна відстань вимірюється від центра лінзи до головної точки.
В даній статті теоретично досліджено похибки калібрування камери в двох опорних площинах з ураху-ванням різних умов, наприклад, зміщення опорної площини та зміни головних відстаней. Для оцінки похибок використовувалися помилки визначення координат опорних точок на зображенні.
Похибка оцінки головної відстані і головної точки формулюється за допомогою аналітичних рівнянь, а ре-зультати порівнюються з результатами моделювання. Це дозволяє підтвердити ефективність запропонова-них формул.
Дослідження показало, що в результаті зміщення опорної площини та змін головних відстаней виникають похибки калібрування. Отримані результати важливі для вдосконалення методів калібрування камери і поліп-шення точності 3D вимірювань на основі 2D-зображень.
Ця стаття розширює розуміння похибок калібрування камери та надає нові теоретичні підходи до їх оці-нки. Результати дослідження можуть бути корисними для науковців і практиків, які працюють у галузі ком-п'ютерного зору, обробки зображень та 3D-вимірювань.

Біографії авторів

Вячеслав Стаднічук , Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Аспірант КПІ ім. Ігоря Сікорського, ПБФ, ІВТ

Валентин Колобродов, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Доктор технічних наук

Проф., ПБФ, КіОНС

Посилання

R.Y. Tsai, “A versatile Camera Calibration Technique for High-Accuracy 3D Machine Vision Metrology Using Off-the-Shelf TV Cameras and Lenses”, IEEE Journal of Robotics and Automation, vol. RA-3, no. 4, pp. 323-344, 1987.

J. Weng, P. Cohen, M. Hemirou, “Camera Calibration with Distortion Models and Accuracy Evaluation”, IEEE Transactions Pattern Analysis and Machine Intelligence, vol. 14, no. 10, pp. 965-980, October 1992.

R. Kumar and A. R. Hanson, “Sensitivity of the pose refinement Problem to Accurate Estimation of Camera Parameters”, Proc. International Conference on Computer Vision ‘90, pp. 365-369, 1990.

Horst A. Boyer, “Accurate Calibration of CCD Cameras”, Proc. Computer Vision and Pattern Recognition ‘92, pp. 96-101, 1992.

Y. Nomura, M. Sagara, H. Naruse, and A. Ide, “Simple calibration algorithm for high-distortion-lens camera”, IEEE Transactions Pattern Analysis and Machine Intelligence, vol. 14, no.11, pp. 1095-1099, Nov.1992.

D. Zhang, Y. Nomura, S.Fujii, “Error analysis and optimal setup on camera calibration”, Proc. Asian Conference on Computer Vision, pp. Ⅱ210-Ⅱ214, 1995.

D. Zhang, Y. Nomura, S. Fujii, “Error Analysis and Optimal Fiducial Mark Setup on Camera Calibration Using Direct Nonlinear Minimization”, Transactions of the JSME (Series C), vol. 61, no. 586, pp. 252-259, 1995. (in Japanese)

D. Zhang, Y. Nomura, S. Fujii, “Optimization on Principal Distance Calibration of TV Camera”, IEICE D-Ⅱ, vol. J79-DⅡ, no. 9, pp. 1643-1645, 1996.

Y. Nomura, T. Fujimoto, N. Kato, H. Matsui, D. Zhang, “Optimization of camera parameter calibration based on a new criterion with effective visual angle”, Proc. Intelligent Robots and Computer Vision ⅩⅠⅩ: Algorithms, Techniques, and Active Vision, vol. 4197, pp. 191-201, 2000.

G.Q.Wei, S.Dema, “Implicit and explicit camera calibration - theory and experiments”, IEEE Transactions Pattern Analysis and Machine Intelligence, vol. 16, no.5, pp. 469-480, May 1994.

R. Swaminathan and S. K. Nayar, “Nonmetric calibration of wide-angle lenses and polycameras”, IEEE Transactions Pattern Analysis and Machine Intelligence, vol. 22, no.10, pp. 1172-1178, Nov. 2000.

Z. Y. Zhang, “A flexible new technique for camera calibration”, IEEE Transaction Pattern Analysis and Machine Intelligence, vol. 22, no.11, pp.1330-1334, Nov 2000.

K. Kanatani, “Statistical analysis of focal length calibration using vanishing points”, IEEE Trans. Robotics Automation, 8, pp. 767-775, 1992.

Sheng-Wen Shih, Yi-Ping Hung and Wei-Song Lin, “Accuracy Assessment on Camera Calibration Method Not Considering Lens distortion”, Proc. CVPR, pp. 755-757, 1992.

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-12-27

Як цитувати

[1]
В. Стаднічук і В. Колобродов, «АНАЛІЗ ПОХИБОК КАЛІБРУВАННЯ ТЕЛЕВІЗІЙНОЇ СИСТЕМИ КЕРУВАННЯ АВТОМОБІЛЕМ», Bull. Kyiv Polytech. Inst. Ser. Instrum. Mak., вип. 66(2), с. 30–35, Груд 2023.

Номер

Розділ

МЕТОДИ І СИСТЕМИ ОПТИЧНО-ЕЛЕКТРОННОЇ ТА ЦИФРОВОЇ ОБРОБКИ СИГНАЛІВ