ارايه روشي بهبوديافته براي كاليبراسيون دوربين هاي استريو

An Improved Method for Stereo Camera Calibration

امروزه، استفاده از دوربين هاي استريو به منظور بكارگيري در نمايش و بازسازي سه بعدي اشيا و محيط بسيار مورد توجه قرار گرفته است. در اين دوربين‌ها، علاوه بر پايداري پارامترهاي توجيه داخلي، پارامترهاي توجيه نسبي دو عدسي دوربين استريو (سه انتقال و سه دوران) نيز از ثبات مناسبي برخوردار بوده و لذا اين پارامترها مي توانند به عنوان مقادير ثابت در مراحل بعدي محاسبات از جمله توليد تصاوير اپي پولار براي انجام برجسته‌بيني، اتصال اتوماتيك تصاوير در فرآيند ساخت پانوراماي سه بعدي و همچنين استخراج اطلاعات هندسي از آن‌ها مورد استفاده قرار گيرند. روش معمول براي كاليبراسيون دوربين استريو، بكارگيري پارامترهاي توجيه خارجي برآورد شده براي هر دوربين و محاسبه پارامترهاي توجيه نسبي از روي آن‌ها مي باشد. بواسطه وجود نويز قابل توجه در برآورد پارامترهاي توجيه خارجي، اين روش از دقت بالايي برخوردار نيست. در اين مقاله، يك روش بهبود يافته براي كاليبراسيون دوربين هاي استريو پيشنهاد و مورد ارزيابي قرار گرفته است كه در آن پارامترهاي توجيه نسبي دو دوربين نسبت به يكديگر بصورت مستقيم بر مبناي روش سرشكني دسته اشعه با دقت بالايي برآورد مي‌شود. آزمونهاي انجام گرفته نشان داد كه روش پيشنهادي در كاليبراسيون دوربين هاي استريو نسبت به روش معمول توانايي بهبود بطور متوسط 20 درصدي در انحراف معيار پارامترهاي برآورد شده توجيه نسبي را دارد.

Using stereo cameras for visualization and three-dimensional reconstruction is highly applied, because in addition to the interior orientation, relative orientation parameters are stable during the imaging. Therefore these parameters can be used as stable values in next processing levels for eppipolar resampling in stereo vision, automatic image stitching in creating stereo panorama, and extracting geometry information. In the common methods, to calibrate stereo camera, the exterior and interior orientation parameters for each camera lenses were determined by solving bundle adjustment. After that, the relative orientation parameters of the two lenses were calculated by using the relation between the two lenses. This method is not highly persistent, because of the considerable noise in estimation of the exterior orientation parameters. In our method, an improved method to calibrate the stereo cameras is provided and evaluated in which the relative orientation parameters were determined directly to calibrate the stereo cameras using constrained bundle adjustment. The experiments indicated that to calibrate the stereo camera, our method has improved up to 20 percents more than the common method in relative orientation parameters’ standard deviation.