Report

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN CƠ ĐIỆN TỬ

BÁO CÁO BÀI TẬP NHÓM

Calib Camera Dùng Calibration Toolbox GVHD: Lê Thanh Hải Thành viên: STT

Họ và tên

MSSV

1

Huỳnh Đức Tin

21304136

2

Hồ Lê Tấn Bảo

21300222

3

Nguyễn Công Thành

21303667

4

Nguyễn Duy Tân

21303545

TP Hồ Chí Minh, ngày 24 tháng 03 năm 2017

Mục lục 1

Chuẩn bị ảnh cho quá trình calib...................................................................3

2

Các bước tiến hành calib bằng matlab..............................................................4

3

Đánh giá sai số.......................................................................................8

4

Tài liệu tham khảo.................................................................................10

2

1

Chuẩn bị ảnh cho quá trình calib Thông số camera sử dụng calib Nhóm sử dụng camera của Smart Phone Honor 4C: - Độ phân giải 13 MP. - Cảm biến ảnh: Sony BSI CMOS - Khẩu độ: f/2.0

Hình 1: Camera sử dụng cho quá trình calib Chuẩn bị ảnh cho quá trình calib Tiến hành lắp đặt camera tại 1 vị trí có góc chụp xác định. Vị trí camera được cố định để góc chụp không thay đổi trong suốt quá trình calib. Sau đó, nhóm tiến hành chụp ảnh với các góc xoay vị trí bàn cờ khác nhau. Kkích thước ô cờ là 25 x 25 mm . Quá trình thay đổi vị trí bàn cờ vẫn phải đảm bảo cho bàn cờ nằm trong vùng chụp của camera. Nhóm chụp 29 bức để sử dụng cho calib.

Hình 2: Chuẩn bị hình ảnh cho quá trình calib

3

2

Các bước tiến hành calib bằng matlab Sử dụng Calibration Toolbox trong Matlab để tiến hành calib.

Hình 3: Giao diện Calibration Toolbox trong Mtalab

Tất cả ảnh đưa vào đều được nhận. Tiến hành calib ta thu được kết quả như hình bên dưới. Có 28 bức ảnh được chấp nhận và 1 bức bị từ chối.

Hình 4: Nhận dạng ảnh phù hợp trong Calibration Toolbox

Khi sử dụng 28 ảnh để calib thì Reprojection errors là 1.21 pixels. Kết quả sai số lớn hơn 1 pixels. Vì thế, ta loại bỏ những ảnh có sai số lớn hơn và tiến hành calib lại để đảm bảo độ chính xác.

4

Hình 5: Quá trình calib sử dụng 28 bức ảnh và sai số pixels

Quá trình calib lại, ta thu được kết quả như hình 6:

Hình 6: Quá trình calib sử dụng 16 bức ảnh và sai số pixels

Sau khi calib, kết quả Reprojection error giảm còn 0.91 pixels nhỏ hơn 1 nên có thể chấp nhận kết quả này.

5

Từ đó ta thu được: 

Ma trận thông số nội của camera

[

f x s cx K= 0 f y c y 0 0 1

]

Với: -

f x ,f y

-

c x , c y là tọa độ của tâm camera s là sai số độ không vuông góc của 2 trục tọa độ

-

là tiêu cự camera

Matlab trả về cho ta như sau:

[

3302.2 0 2106.7 K= 0 3302.5 1547.1 0 0 1

]

Kích thước của ảnh đầu vào là (2080 ; 1560)

4160 ×3120 →

tọa độ tâm lí thuyết của camera là

như vậy c x , c y có khoảng sai lệch khoảng 20 pixels

Reprojection error là khoảng 0.91 pixels

6

Hình 7: Sai số pixels giữa các bức ảnh được calib

Và với mỗi hình ta lại có ma trận thông số ngoại tịnh tiến và xoay như sau:

Hình 8: Ma trận thông số ngoại tịnh tiến

7

Hình 9: Ma trận thông số ngoại tịnh xoay

3

Đánh giá sai số Sử dụng ảnh số 1 để đánh giá sai số

8

Hình 10: Ảnh 1, sử dụng đánh giá sai số

Ta có các thông số

[

−0.0189 0.9934 0.1130 R= −0.9998 −0.0178 −0.0111 −0.009 −0.1132 0.9935

Ta chọn ngay điểm gốc nên

] [

94.17632 ; T = −110.434 506.9149

]

;

[]

0 PW = 0 0 1

'

P =M PW =K [ R T ] PW

][][

0 3302.2 0 2106.7 −0.0189 0.9934 0.1130 94.17632 1378906.66 2720.22 0 ¿ 0 3302.5 1547.1 × −0.9998 −0.0178 −0.0111 −110.434 × = 419549.75 = 827.64 0 0 0 1 −0.009 −0.1132 0.9935 506.9149 506.91 1 1

[



][

][ ]

Sử dụng giao diện load ảnh để kiểm tra

Hình 11: Kiểm tra sai số bằng giao diện load ảnh

So sánh với điểm tham chiếu trong matlab là [2724.2 822.9]

9

Sai số lớn nhất khoảng 5 pixels.

Ta chọn điển thứ 2 đánh giá sai số có

[]

0 PW = −25 0 1

'

P =M PW =K [ R T ] PW

][ ][ ][ ]

0 3302.2 0 2106.7 −0.0189 0.9934 0.1130 94.17632 1302349 2554 −25 ¿ = 425386 = 834 0 3302.5 1547.1 × −0.9998 −0.0178 −0.0111 −110.434 × 0 0 0 1 −0.009 −0.1132 0.9935 506.9149 510 1 1

[

][

Hình 12: Kiểm tra sai số bằng giao diện load ảnh

So sánh với điểm tham chiếu trong matlab là [2559.9 820.5] Sai số lớn nhất khoảng 14 pixels. 4

Tài liệu tham khảo

http://www.vision.caltech.edu/bouguetj/calib_doc/ https://www.mathworks.com/help/vision/ug/single-camera-calibrator-app.html

10