El proceso de calibración de cámaras, es necesario para poder extraer información métrica a partir de imágenes 2D del mundo 3D.
En esencia el proceso de calibración de cámara consiste en determinar la geometría y características internas de la cámara, parámetros intrínsecos (tamaño horizontal (1 / s u) y vertical (1 / s v ) de los píxeles o aspecto proporcional, coordenadas de proyección O'(r , c 0 0) del centro óptico, largo focal), y los parámetros extrínsecos (rotación y translación), que representan la localización y orientación (pose) de la cámara relativa a una imagen en un sistema de Coordenadas.
Para ubicar objetos en el mundo real, establecemos un marco de referencia, que en el contexto de visión computacional es llamado marco de referencia del mundo. Un objeto en una imagen es medido en términos de coordenadas de píxeles, los cuales están en el marco de referencia de la imagen. El sólo conocer la distancia en píxeles entre puntos en una imagen, no nos permite determinar la distancia correspondiente a los mismos puntos en el mundo real. Por lo tanto, es necesario establecer las ecuaciones que unan el marco de referencia del mundo con el marco de referencia de la imagen, de manera de establecer la relación entre los puntos en coordenadas en el espacio 3D y los puntos en coordenadas de imagen 2D. Desafortunadamente, no se puede establecer esta relación directamente, haciéndose necesario establecer un marco de referencia intermedia, llamado marco de referencia de la cámara. Por lo tanto, se deben encontrar las ecuaciones que unan el marco de referencia de la cámara con el marco de referencia de la imagen, y las ecuaciones que unan el marco de referencia del mundo con el marco de referencia de la cámara.
Existen diversas técnicas de calibración de cámara. Estas pueden ser clasificadas en dos grandes categorías: Calibración fotogramétrica y autocalibración [20]:
• Calibración fotogramétrica. Se realiza mediante la observación de patrones cuya geometría en el espacio 3D es conocida con un buen nivel de precisión. Los patrones de calibración normalmente están posicionados en dos o tres planos ortogonales entre ellos. En algunos casos, basta con un único plano, cuya traslación es perfectamente conocida [14] y [20]. Este tipo de calibración requiere una configuración elaborada, pero sus resultados son eficientes.
• Autocalibración. Este método se basa en el movimiento de la cámara observando una escena
estática, a partir de sus desplazamientos y usando únicamente la información de la imagen. La rigidez de la escena impone en general restricciones sobre los parámetros de cámara. Tres imágenes tomadas por una misma cámara con parámetros intrínsecos fijos son suficientes para obtener tanto los parámetros extrínsecos como intrínsecos. Aunque esta técnica es muy flexible, aun no se encuentra madura [5]. [mas…]
Distancia focal
La distancia focal o longitud focal de una lente es la distancia entre el centro óptico de la lente y el foco (o punto focal). La inversa de la distancia focal de una lente es la potencia.
Para una lente positiva (convergente), la distancia focal es positiva. Se define como la distancia desde el eje central de la lente hasta donde un haz de luz colimado (se denomina luz colimada a la luz cuyos rayos son paralelos entre sí) que atraviesa la lente se enfoca en un único punto. Para una lente negativa (divergente), la distancia focal es negativa. Se define como la distancia que hay desde el eje central de la lente a un punto imaginario del cual parece emerger el haz de luz colimado que pasa a través de la lente.
Para un espejo con curvatura esférica, la distancia focal es igual a la mitad del radio de curvatura del espejo. La distancia focal es positiva para un espejo cóncavo, y negativa para un espejo convexo. [extraido de…]
El foco F y la distancia focal f de una lente positiva, una lente negativa, un espejo cóncavo, y un espejo convexo.
Cuanto mayor es la distancia focal, más grandes son las dimensiones de la imagen que se forma en el foco.
