Работы по курсу наземной фотограмметрии

РАБОТА №6

Калибровка фотокамеры

Задание: получить в процессе лабораторной калибровки камеры параметры ее внутреннего ориентирования.

Цель работы: ознакомиться с процессом вычисления внутренних параметров фотографической камеры.

Материальное обеспечение: калибровочная сетка стандарта программы PhotoModeller, цифровая фотокамера.

Общие сведения

Калибровка камеры – это задача получения внутренних и внешних параметров камеры по имеющимся фотографиям или видео, отснятым ей.

Методические указания по выполнению работы

Калибровка камеры производится в программе PhotoModeller с использованием, в случае необходимости, видео руководства «Calibration Tutorial».

В процессе работы в программе необходимо сделать следующие действия:

1 – Получить снимки калибровочной сетки;

2 – Запустить процесс калибровки камеры;

3 – Оценить качество калибровки;

4 – Сохранить результаты калибровки.

В процессе калибровки камеры определяются ее внутренние параметры ориентирования. При помощи данной программы вычисляется фокусное расстояние, координаты главной точки, размер кадра, и коэффициенты дисторсии.

При использовании камеры с опцией зумирования – не используйте ее. При наличии у фотокамеры опции анти-шок – отключите ее. Все параметры, которые будут определены в результате калибровки камеры, будут относиться к положению опций камеры на момент производства снимков. Установите камеру для качественного производства снимков на штатив. Установите оптимальную выдержку для текущей освещенности. Использование фотовспышки не обязательно.

Процесс получения снимков состоит из 8 шагов. Для получения снимков для калибровки камеры используйте калибровочную сетку стандарта программы PhotoModeller.

Сделайте 8 снимков в последовательности как показано на рисунке 58.

1.	2.	3.	4.
5.	6.	7.	8.
Рисунок 58 – Последовательность съемки калибровочной сетки.

В процессе получения снимков не изменяйте внутренние параметры съемки. Удерживайте камеру под углом 10-20 к поверхности сетки относительно отвесного положения, таким образом, чтобы полученное изображение имело вид трапеции с большим основанием внизу. Необходимо, чтобы на каждом снимке полностью присутствовали все 100 меток сетки.

Полученные снимки загружаются на компьютер. В программе PhotoModeller создаем новый проект по калибровке камеры. Процесс калибровки состоит из следующих шагов:

- Задание имени камеры;

- Импорт калибровочных снимков;

- Запуск процесса расчета калибровочных параметров;

Впишите название вашей камеры. Укажите, что у камеры существует опция зумирования или она имеет постоянный фокус. Укажите, что используете цифровую камеру. Загрузите в проект 8 ваших снимков.

После открытия диалогового окна калибровки камеры, обратите внимание на статус подгруженных снимков на панели Контроля снимков. Снимки имеют статус подгруженных снимков, но не обработанных. В диалоговом окне калибровки камеры нажмите кнопку «Выполнить калибровку». В процессе программного расчета, обращайте внимание на статус обработанных снимков: должно быть обработано 100 точек и 4 контрольных точки. В случае неудовлетворительного статуса обработки того или иного снимка – переделайте снимок.

Для оценки качества произведенной калибровки откройте отчет калибровки. Обратите внимание, чтобы все промежуточные точностные характеристики находились в пределах допуска. В разделе невязки маркировки точек убедитесь, что максимальное значение не превышает 1 пиксела. В разделе «точность» просмотрите значения стандартных отклонений для параметров калибровки камеры. Данные значения отклонений находятся в пределах 1σ для выполненного расчета.

Для оценки качества маркировки точек снимков на панели Контроля снимков выделите все и откройте. В меню «Маркировка» откройте «Отображение невязок маркировочных точек». Установите масштаб отображения в 300 пикселей. Обратите внимание, как дисторсия повлияла на смещение положения маркировочных точек относительно их расчетного положения.

Для сохранения калибровочных параметров камеры зайдите в меню «Проект», «Проекты камер». В появившемся окне нажмите на кнопку «редактировать». В появившемся окне отобразятся расчетные калибровочные параметры камеры (рис. 59).

Рисунок 59 – Вычисленные параметры камеры

В окне отображаются следующие параметры: фокусное расстояние, размеры матрицы (кадра) в мм и пикселях, координаты главной точки, коэффициенты радиальной и тангенциальной дисторсии.

Затем нажмите ОК и сохраните ваш проект.

Результаты компьютерных расчетов данной работы используются в лабораторной работе №7. Коэффициенты дисторсии определяются без помощи программного обеспечения в следующей лабораторной работе.

РАБОТА №7