Calcolo dei parametri della macchina fotografica intrinseca ed estrinseca per la ricostruzione 3d

La comprensione dei parametri intrinseci ed estrinseci di una telecamera è essenziale per una ricostruzione 3D accurata, che definisce come una telecamera cattura la scena e come la scena viene proiettata sul piano dell'immagine.

Parametri per fotocamera intrinseca

I parametri intrinseci descrivono le caratteristiche interne della fotocamera, tra cui lunghezza focale, centro ottico e distorsione delle lenti, rappresentati da una matrice che trasforma i punti 3D nelle coordinate della fotocamera in punti di immagine 2D.

La matrice intrinseca ha tipicamente la seguente forma:

K =] [iniziare f x & 0 & c x \ 0 & f y & c y \ 0 & 0 & 1 end{bmatrix} ]

Se f x[] e f y[] sono le lunghezze focali delle unità pixel, e c x[] e c y] sono le coordinate del centro ottico.

Parametri per fotocamera estrinseca

I parametri estranei definiscono la posizione e l'orientamento della fotocamera nel sistema di coordinate mondiali, costituiti da una matrice di rotazione [R[]] e da un vettore di traduzione ]]t.

La trasformazione estrinsica mappa i punti 3D dal sistema di coordinate mondiali al sistema di coordinate della fotocamera:

[X c, Y c, Z c]^T = R * [X w, Y w, Z w]^T + t

Processo di calibrazione

La calibrazione della fotocamera comporta la cattura di più immagini di un modello di calibrazione noto, come una scacchiera. Gli algoritmi del software analizzano queste immagini per stimare i parametri intrinseci ed estrinseci.

I metodi comuni includono la tecnica di calibrazione di Zhang, che utilizza più immagini per risolvere i parametri attraverso algoritmi di ottimizzazione.