АНАЛІЗ ПОХИБОК КАЛІБРУВАННЯ ТЕЛЕВІЗІЙНОЇ СИСТЕМИ КЕРУВАННЯ АВТОМОБІЛЕМ
DOI:
https://doi.org/10.20535/1970.66(2).2023.294946Ключові 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 дослідженняАнотація
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.
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
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 CC BY 4.0
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Авторське право на публікацію залишається за авторами.
Автори можуть використовувати власні матеріали в інших публікаціях за умови посилання на збірник наукових праць "Вісник Київського політехнічного інституту. Серія ПРИЛАДОБУДУВАННЯ" як на перше місце видання та на Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» як на видавця.
Автори публікують свої статті в збірнику на умовах ліцензії Creative Commons:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії CC BY 4.0, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на динаміці цитування опублікованої роботи.
Видавець (КПІ ім. Ігоря Сікорського) має право за будь-якого використання цього видання зазначати своє ім'я або вимагати такого зазначення.
Редакційна колегія залишає за собою право розміщувати опубліковані в збірнику статті в різних інформаційних базах для надання відкритого доступу до матеріалів з метою популяризації наукових досліджень та підвищення цитованості авторів.
