Caracterización y optimización del proceso de calibrado de cámaras basado en plantilla bidimensional

Abstract

El procedimiento de calibrado de una cámara acaba siendo un paso necesario para la obtención de información 3D del entorno a partir de imágenes 2D del mismo. Existen diferentes técnicas las cuales se basan en fotogrametría o autocalibración. Los métodos basados en fotogrametría capturan una imagen de una escena conocida compuesta por una plantilla tridimensional, bidimensional o unidimensional. Las técnicas de auto calibración se basan en la obtención de varias imágenes de una misma escena aprovechando la rigidez de la misma para establecer restricciones que permitan realizar la calibración de la cámara. Como resultado de la calibración de la cámara se obtienen los parámetros intrínsecos y extrínsecos de la misma. La obtención de todos los parámetros de la cámara mediante calibración, no es exacta debido a imprecisiones que perturban el proceso. Estas imprecisiones surgen por imperfecciones constructivas de las lentes, desalineamientos mecánicos de las mismas o del sensor, y también por procesar la imagen y obtener posiciones de los puntos dentro de ellas. Los resultados dependen tanto de la plantilla de calibración utilizada, como del algoritmos para resolverla, así como del tratamiento previo que se les pueda realizar a los datos. Desde el punto de vista que es imposible obtener una valor exacto para cada uno de los parámetros de la cámara, resulta interesante obtener un intervalo. Estas incertidumbres asociadas a los parámetros de la cámara permitirán mejorar los procedimientos de reconstrucción 3D y de medida que se realicen a partir de los mismos. También, a la hora de calibrar una cámara surgen preguntas acerca del algoritmo o plantilla a utilizar, nº de puntos a colocar en la plantilla, nº de imágenes a tomar de la misma, así como las posiciones y orientaciónes desde las que tomar las imágenes. Esta tesis pretende dar respuesta a todas estas cuestiones. En primer lugar se adopta el método de calibración que mejor resultados obtiene basándose en los métodos e