1. Error de reproyección
La distancia entre las esquinas detectadas de la imagen 2D y los puntos proyectados de los puntos 3D del mundo real. Use los parámetros internos y externos y los parámetros de distorsión de la cámara obtenidos por calibración para proyectar los puntos en el mundo tridimensional para obtener los puntos de esquina bidimensionales en el sistema de coordenadas de píxeles y luego calcular el error cuadrático medio (RMS) con los puntos de las esquinas de la imagen bidimensional detectados por el algoritmo, generalmente se acepta un error de reproyección promedio de menos de 1 píxel (dependiendo de los requisitos del algoritmo). Calcule el error de reproyección de cada imagen y filtre las imágenes con grandes errores.
2. Perturbación de referencia interna
Principio de verificación:
Durante la calibración, se guardan todos los vectores de rotación, vectores de traslación y coordenadas de píxeles de los puntos de reproyección de la placa de calibración en relación con la cámara. Realice la simulación durante la verificación de la calibración, suponiendo que hay una cámara virtual cuyos resultados de calibración de participación interna son consistentes, y se fotografía la posición de la placa de calibración virtual para obtener una serie de puntos de proyección. En este momento, los parámetros internos de la cámara se perturban, y la nueva rotación y traslación se vuelven a calcular usando solvePnP y se obtiene el error de reproyección del nuevo punto proyectado. Si el nuevo error de reproyección es mayor que el error de reproyección obtenido por calibración, significa que el error de calibración es menor que el valor de perturbación dado, es decir, se pasa la calibración. De lo contrario, no pasará.
Método de operación
Dado que los parámetros internos reales no se pueden conocer y los parámetros internos calibrados siempre tienen errores, se utiliza un experimento de perturbación para garantizar que los errores del punto principal calibrado y la distancia focal se controlen por debajo del porcentaje de umbral especificado. perturbación del punto principal cx como ejemplo:
- Paso 1: utilizando la referencia interna de entrada, los puntos de esquina 2D y los puntos objetivo 3D, calcule la referencia externa T
- Paso 2: utilizando la referencia interna calibrada y la referencia externa T, reproyecte el punto 3D en la imagen para obtener repro_corner_1, repro_corner_1 y el punto de esquina det_corner detectado en la imagen puede calcular el error de reproyección error_1
- Paso 3: Suponiendo que los parámetros internos y externos calibrados están completamente libres de errores, utilice repro_corner_1 como gt_corner para la prueba de perturbaciones posterior.
- Paso 3: perturbe cx en la referencia interna, muestree uniformemente varias veces dentro de -0.3 % ~ 0.3 %, por ejemplo, la cantidad máxima de perturbación es 0.3 %, es decir, cx' después de la perturbación en este momento = cx * (1 + 0.3 %)
- Paso 4: para cada perturbación, use puntos 3D, parámetros internos después de la perturbación y gt_corner para calcular el new_T de cada imagen
- Paso 5: Calcule la esquina de reproyección repro_corner_2 usando new_T, la referencia interna después de la perturbación y los puntos 3D, y calcule el error de reproyección error_2 con gt_corner. Cuando la perturbación es 0, error_2 es teóricamente 0; a mayor perturbación, mayor perturbación_repro_error
- Paso 6: Si aparece error_2 > error_1 durante la perturbación de 0% a 0,3%, significa que el error máximo de la calibración de referencia interna está dentro del 0,3%
3. Efecto de imagen después de la corrección de distorsión (linealidad)
Utilice la referencia interna calibrada para eliminar la distorsión de la imagen y las esquinas detectadas.Tomando un objetivo de tablero de ajedrez como ejemplo, cada esquina tiene dos líneas rectas que lo atraviesan, que son la dirección horizontal y la dirección vertical en el objetivo, respectivamente.Después de la línea recta anterior, calcule la distancia desde el punto hasta las dos líneas rectas como el error de rectitud y calcule el error de rectitud promedio de todos los puntos de las esquinas.
Nota: La leyenda es un diagrama esquemático y la situación específica depende del objetivo de calibración
4. Triangulación
La solución fue propuesta por Mobileye, y la solución específica es la siguiente:
4.1 Principio del esquema
Primero, los parámetros internos de ME incluyen los siguientes parámetros:
- Longitud focal
- Punto de principio
- Centro de distorsión COD
- Coeficiente del modelo de distorsión
El objetivo de verificación de triangulación es el siguiente, el objetivo contiene 1 punto de esquina y la distancia entre el objetivo y la pupila de entrada de la lente es de ~20 m.
El diagrama esquemático del esquema de prueba es el siguiente:
- D_entre es la distancia real entre los puntos de la esquina superior de los dos objetivos, que debe ser de ~10 m (±1 m)
- Z_right (o Z_top), Z_left (o Z_bottom) es la distancia entre la pupila de entrada de la cámara y el objetivo, y el requisito es de ~20 m (±1 m)
- El objetivo y la cámara deben estar alineados horizontalmente, con un error de no más de ± 5 cm.
- La cámara debe fijarse en un soporte de cuerpo rígido para garantizar la estabilidad de la prueba.
- Se requiere que el error de medición de D_entre, Z_derecha (o Z_superior), Z_izquierda (o Z_inferior) sea inferior a 2 mm
Al girar o inclinar la cámara, obtenga los siguientes conjuntos de imágenes, incluidos 9 conjuntos de imágenes horizontales y 7 conjuntos de imágenes verticales
D_entre debe garantizar la precisión de la medición y solo debe medirse una vez durante la prueba, ya que este valor es fijo.
Z_right (o Z_top), Z_left (o Z_bottom) deben volver a medirse cada vez que dispare.
Para cada imagen, las coordenadas de dos puntos de esquina se pueden obtener a través de un algoritmo, y la distancia medida d_entre estos dos puntos de esquina se puede calcular a través de la relación triangular, y se puede obtener el error relativo entre la distancia real D_entre.
Fuentes de error de herramientas:
- Error de medida de la distancia entre la pupila de entrada y el punto de esquina
- Error de medición de la distancia entre dos puntos de esquina
- error de detección de esquina
Tome una cámara de 52 ° 1.3Mp como ejemplo:
D_entre=10m±2mm, el error de medición es de ±0.02%
Z_left=20m±2mm, el error de medición es de ±0.01%
Z_right = 20 m ± 2 mm, el error de medición es de ± 0,01 %
Error de detección de esquinas = ±0,1 píxeles, hay dos esquinas, por lo que el error relativo de las dos esquinas es de ±0,2 píxeles, suponiendo que la mitad del ancho de la imagen es de 600 píxeles, entonces el error de detección de esquinas es de ±0,2/600=0,03 %
Teniendo en cuenta todos los factores anteriores, el error de medición total es de ± 0,07%
Proceso de verificación
- cámara fija
- Ajuste la cámara para que el objetivo esté en la posición 1
- Mida la distancia Z desde la pupila de entrada hasta el punto de la esquina
- Capturar imagen
- Repita los pasos anteriores para obtener las 16 imágenes.
- Calcular el d_entre obtenido para cada tiro, y calcular el error relativo con D_entre.
Los requisitos de precisión exigidos por Mobileye son los siguientes:
El error relativo entre d_entre y D_entre requiere menos del 0,15%
-0.15%<Epair=(D_entre-d_entre)/D_entre<0.15%
La diferencia entre todos los errores relativos es inferior al 0,25%
Emax = Epair máx. - Epair mín. <0,25 %
Por supuesto, la triangulación es principalmente para modelos de agujeros pequeños, no para cámaras de ojo de pez.