A CALIBRAÇÃO DE CÂMARAS

FERNANDO APARECIDO ROGÉRIO DE PAIVA

CALIBRAÇÃO DE CÂMARAS

Trabalho Prático apresentado a disciplina Fotogrametria III do Curso de graduação em Engenharia Cartográfica da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, sob orientação do Prof. Dr. Mauricio Galo.

Presidente Prudente

2017

LISTA DE FIGURAS

Figura 1: Posições da câmara. 8

Figura 2: Distribuição dos pontos fotogramétricos. 11

LISTA DE TABELAS

Tabela 1: Parâmetros de Orientação exterior aproximados. 8

Tabela 2: POI determinados no modelo 1. 10

Tabela 3: POI determinados no modelo 2. 10

Tabela 4: Erros e RMSE dos pontos fotogramétricos. 11

Tabela 5: Estatísticas obtidas a partir dos resíduos resultantes. 12

Tabela 6: Análise da precisão. 12

 

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO 5

2. OBJETIVOS 5

3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 6

4. PROCEDIMENTOS 7

4.1. Materiais 7

4.1. Coleta das Imagens 7

4.2. Obtenção dos parâmetros de Orientação Interior 8

5. RESULTADOS E ANÁLISES 10

6. CONSIDERAÇÕES FINAIS 13

REFERÊNCIAS 14

ANEXO I – IMAGENS UTILIZADAS. 15

ANEXO II – Arquivo cena.par, Modelo 1 17

ANEXO III – Arquivo CC.RES, Modelo 1 18

ANEXO IV – Arquivo cena.par, Modelo 2 19

ANEXO V – Arquivo CC.RES, Modelo 2 20

1. INTRODUÇÃO

O presente relatório corresponde aos procedimentos, resultados e análise da atividade prática Calibração de câmaras.

Será discutido a necessidade da realização deste procedimento, que consiste na determinação dos parâmetros de orientação interior da câmara, no contesto da fotogrametria. O estudo de qual a melhor forma de obtenção de dados, levando em consideração atenuar a dependência linear entre as medidas, que tornam instáveis as equações de colinearidade (GALO, 2017).

Utilizou-se o aplicativo CC – Calibração de Câmaras, desenvolvido por Dr. Mauricio Galo para a calibração câmara escolhida. O método utilizado foi o das Câmaras Convergente para atenuar a correlação entre a distância focal e a altura de voo, citada anteriormente como dificultador dos cálculos.

Também será realizada a análise estatística dos resultados, para possíveis detecções de erros grosseiros, sistemático e avaliar se a modelação foi realizada com sucesso.

A atividade foi realizada a partir dos procedimentos desenvolvidos pelo professor Dr. Mauricio Galo para a disciplina Fotogrametria III, visando dar ao aluno a experiência de um possível trabalho na vida profissional, preparando-o para o mercado de trabalho.

2. OBJETIVOS

Aplicar na prática os conhecimentos referentes aos tópicos: calibração de câmaras, determinação da posição 3D a partir de imagens e análise da qualidade do ajustamento.

 

3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Em fotogrametria, Calibração é a determinação de números indicadores das propriedades que garantem as características métricas do sistema, com suas devidas precisões (OLIVAS, 1980)

A condição de colinearidade fornece a mais útil ferramenta para estabelecer a relação geométrico entre espaço-objeto e espaço-imagem. Mas influências físicas, tais como, distorção das lentes, trabalho do filme, refração atmosférica, excentricidade do ponto principal, requerem métodos mais refinados para atenuar os erros introduzidos por estas causas (ANDRADE, 1977).

As distorções do sistema de lentes segundo Galo (2017), podem ser decompostas em:

Distorção radial simétrica (K1, K2, K3): Devido á não curvatura prefeita do sistema de lentes. Também pode ser considerada como a refração indesejável que um raio de luz sofre ao atravessar um sistema de lentes.

Distorção radial descentrada (P1, P2): Devido a não coincidência dos eixos ópticos presentes no sistema de lentes. É composta pelas componentes tangencial e radial assimétrica.

O método utilizados será o das Câmaras Convergente. De acordo com Galo (2017), este método tem como princípio a aquisição de imagens com grande convergência (da ordem de 90°) e no mínimo uma imagem adquirida com ângulo kappa ortogonal as demais.

4. PROCEDIMENTOS

Todas as etapas envolvidas no desenvolvimento deste trabalho, tomam como referência as notas de aula para a disciplina Fotogrametria III, desenvolvidas pelo prof. Dr. Maurício Galo, além do manual do programa cc.exe, de autoria do mesmo.

4.1. Materiais

Utilizou-se uma câmara digital não métrica no desenvolvimento do trabalho. Suas especificações técnicas são mostradas a seguir, de acordo com o site (www.dpreview.com):

Câmara: Sony Cyber-Shot DSC-R1

Dimensão da imagem: 3888 (h) x 2592 (v) pixels;

Sensor CMOS, formato 21,5 x 14, 4 mm;

Dimensão do pixel (Real): 5,53 μm;

Dimensão do pixel (Equivalente): 9,26 μm (para quadro 36 x 24 mm)

Lente: Carl Zeiss T

Distância