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OpenCVで、内部パラメータから外部パラメータを求めたい。(個別にキャリブレーション)

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nuiri1343

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 前提・実現したいこと

最終的には、固定器具にがっちり固定され、覆われているカメラのキャリブレーションを行うプログラムが作りたいです。

しかし、カメラは固定器具に固定されているため、チェッカーパターンを複数の角度から撮影することが出来ません。
また、カメラと被写体は一体化しているように覆われているため、カメラと被写体の間に何か(例えばチェッカーパターン)を挿入することも出来ません。

そこで、こういった状況でキャリブレーションを行いたく、色々考えてみました。

1,カメラを固定器具に固定する前に、外で通常のZhangのキャリブレーションを行い、内部パラメータ(と外部パラメータ)を推定します。
2,カメラを固定後、1で求めた内部パラメータを用いて何らかの方法で、固定状態の外部パラメータを推定します。

内部パラメータとは、カメラ内部の固有の値なので、外でキャリブレーションを行っても大丈夫だと考えました。
そして、固定後に、カメラの位置や姿勢といった情報である外部パラメータを推定すればいいのではないかと考えました

カメラと被写体の間には一枚の薄いガラス板があり、そこに例えばチェッカーパターンを書いておくことは出来ます。
そのチェッカーパターンと、事前に求めた内部パラメータを使って外部パラメータを求められるのではないかと考えました。

以上のようなことは可能なのでしょうか?
可能であれば、その方法など、詳しくおしえていただけないでしょうか。

ネットで頑張って調べてはみたのですが、皆様Zhangの方法を使って内部パラメータと外部パラメータを同時に推定する方法について紹介しており
初心者の私にはそれ以上のことはわかりませんでした。

お詳しい方いらっしゃいましたら、アドバイスをお願いいたします。

 補足情報(FW/ツールのバージョンなど)

Windows10を使っていますが、Windows7のPCもあります。
VisualStudio2017を使っています。
OpenCVは、3.4.2を使っています。

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回答 1

checkベストアンサー

+3

  1. 内部パラメータを先に推定する。カメラが固定されている場合は、チェスボードのほうを動かし、複数枚撮影する。calibrateCamera()
  2. 外部パラメータを推定する。solvePnP()

参考資料

内部パラメータはカメラ固有のものなので、1回だけ推定したら使い回せます。
外部パラメータは世界座標を設定する都度、行います。

 追記

なるほど、特殊な状況なのですね。
外部パラメータは 4x4 行列で表されます。これは、「設定した世界座標」から「カメラ中心の3次元座標」へのアフィン変換行列を表しています。
例えば、外部パラメータが単位行列なら、世界座標はカメラの中心の座標と一致します。

なので、設定したい「世界座標の原点」から「カメラの中心」までの回転量、平行移動量を正確に計測できるのであれば、チェスボードに頼らずとも、この行列を自分で作れるかと思います。

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  • 2018/10/18 12:37

    傍から見てて必要だと思う情報:
    (1)最終的にやろうしている処理に関して:
     (カメラと無関係に定義される)何らかのワールド座標系で物事を考える必要があるのか否か
    (2)ステレオカメラを用いる目的に関して:
     平行化だけできればよい(相対的な奥行関係がわかればよい)のか?
     それとも基線長も必要である(奥行の絶対値を知りたい)のか?
    (3)取付の方法や手順に関して:
    ・【ステレオカメラを組み上げてから,それを"固定器具"に設置する】という手順は可能なのか?
    ・【カメラを"固定器具"に固定したが,まだ覆ってはいない状態】は存在し得ないのか?
     (この状態が無いなら,分度器がどうのとかいう話が出てくるのは不自然に思うが)
    (4)その他:
    ・"被写体"の像を校正に利用できる可能性はあるのか?
    ・これ系の話は経年変化の問題がありそうだけど果たして?

    キャンセル

  • 2018/10/18 16:44

    他の回答者さんのコメントという形ではなく、普通に回答という形でお話がしたかったです。
    純粋に見にくくなってしまうためです。

    キャンセル

  • 2018/10/18 16:45

    tiitoi様

    固定器具は3Dプリンターで印刷するので、カメラが固定される高さや角度はある程度予め決めることができます。
    なので、Zhangのキャリブレーションでできるキャリブレーション精度と変わらないくらいの精度のパラメータも得られるのではないかと考えます。

    ありがとうございました。

    キャンセル

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