Proposta de trabalho: Calibração de câmera Parte 1: Detecção e identificação do padrão de calibração

Descrição do trabalho Na calibração de câmera , um primeiro passo é a extração de pontos característicos desde um padrão pré- definido. Algumas propostas desses padrões são já bem conhecidas e formam parte de varias bibliotecas. Porém, qual é o objetivo do padrão e seu formato ?

Função do padrão de calibração Permitir identificar pontos característicos nas imagens capturadas do padrão, que estejam diretamente correlacionadas a posições reais no padrão físico. Quanto mais preciso seja o processo de identificação dos pontos característicos maior será a precisão que alcançaremos dos parâmetros da câmera após a etapa de calibração.

Função do padrão de calibração Diferentes algoritmos são usados internamente pelas bibliotecas para achar esses pontos característicos. Padrões semelhantes a um tabuleiro de xadrez usam algoritmos que procuram detectar cantos ou interseção de linhas. Padrão de marcadores circulares usa detecção do centro de elipses.

Trabalho de calibração: Parte 1 O trabalho de calibração que será proposto para a segunda aula do curso terá duas partes. A primeira parte é criar um algoritmo que permita calcular e extrair o ponto central de um padrão definido por dois círculos concêntricos. Logo, estender o algoritmo para permitir reconhecer um grid de esse tipo de padrão semelhante aos padrões com formato de xadrez e de círculos oferecidos pelo OpenCV. Usando esses pontos característicos e conhecendo a sua correspondência calibrar a câmera e achar os parâmetros intrínsecos da câmera.

Trabalho de calibração: Parte 1 Sugestões: Para detecção do centroide dos dois círculos concêntricos: Filtrar a imagem para achar primeiro os contornos que definem as bordas dos círculos. A partir dos pontos 2D que definem o contorno aproximar o calculo da elipse que melhor se encaixe com o formato do contorno. Para realizar a calibração da câmera podem aproveitar as ferramentas citadas nas referencias no final deste ppt, e só modificar a entrada dos dados: Lista de pontos (u,v) em pixels dos centroides extraídos das imagens e (X,Y,Z) em mm que são as posições 3D dos centroides no padrão.

Trabalho de calibração: Parte 1 As imagens para teste e calibração da câmera serão disponibilizadas. Cada trabalho deverá mostrar como foi o processo de extração dos pontos característicos e os valores dos parâmetros intrínsecos e extrínsecos achados.

Referencias OpenCV , calibração de câmera, http://docs.opencv.org/doc/tutorials/calib3d/camera_calibration/camera_calib ration.html Camera Calibration Toolbox for Matlab, http://www.vision.caltech.edu/bouguetj/calib_doc/ Ankur Datta, Jun-Sik Kim, Takeo Kanade, “Accurate Camera Calibration using Iterative Refinement of Control Points”, 2009. CD Prakash, LJ Karam,“Camera calibration using adaptive segmentation and ellipse fitting for localizing control points”, Image Processing (ICIP), 2012. Minh Vo, Zhaoyang Wang, Bing Pan, and Tongyan Pan, “Hyper-accurate flexible calibration technique for fringe-projection-based three-dimensional imaging”,2014.

Trabalho de calibração: Parte 2 Duas opções: Comparar os parâmetros da câmera achados após a calibração da câmera usando os três tipos de padrões abaixo descritos. Comparar os parâmetros da câmera com amostras tiradas com a mesma câmera só que em diferentes níveis de foco e ângulo de abertura de lente.