Gran idea de proyecto de una aplicación de navegación AR para interiores basada en la reubicación visual (3) Adquisición de datos de parámetros internos de la cámara del teléfono móvil y calibración de la cámara


Resumen:

Esta es la primera vez que hago un proyecto. Si hay algún error en la introducción de la información del artículo, ¡incluya más!


Parámetros internos de la cámara

Los parámetros internos de la cámara son sus propios datos físicos, incluida la distancia focal f y el zoom c, que generalmente se almacenan y utilizan en forma de matriz K.
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¿Por qué necesitamos obtener los datos de los parámetros internos de la cámara?

1. Los datos de los parámetros internos de la cámara deben usarse al construir el mapa. En SLAM, los datos de los parámetros internos de la cámara deben combinarse con los datos de la imagen entrante para construir el mapa. De lo contrario, la nube de puntos tridimensional El mapa no se puede establecer basándose en la imagen 2D.

如果使用的是SFM技术构建三维点云地图,运动结构恢复,就无相机内参数据

2. Al realizar una relocalización visual, ya sea un método geométrico o un método de recuperación de imágenes, los parámetros internos de la cámara que actualmente pasa los datos de entrada son necesarios para calcular aún más la información de pose actual.

Por tanto, es fundamental obtener los datos de los parámetros intrínsecos de la cámara actual.

Si no sabe qué son los métodos geométricos o los métodos de recuperación de imágenes, puede leer este artículo: Ideas de proyectos creativos para una aplicación de navegación AR en interiores basada en la reubicación visual (2): ideas de proyectos mejoradas: separación de mapeo y posicionamiento

Dado que el dispositivo esperado del proyecto es un teléfono móvil, el problema a resolver es cómo obtener los datos de referencia internos de la cámara del teléfono móvil.

Cómo obtener datos de la memoria de la cámara

Calibración de tablero de ajedrez

El método principal actual para obtener datos de parámetros internos de la cámara es utilizar una cuadrícula de tablero de ajedrez para la calibración de la cámara (método de calibración de tablero de ajedrez de Zhang Zhengyou).

Pero para este proyecto, este método no se puede utilizar en todo el proceso del proyecto.

Puede utilizar este método de calibración para obtener los parámetros internos de la cámara del teléfono al crear un mapa, pero al posicionarse y navegar, no puede exigir al usuario que compre una placa de calibración para calibrar la cámara cuando usa una aplicación.

En la idea del proyecto 2 , se mencionó la idea de separar el mapeo y el posicionamiento, por lo que no queremos abandonar por completo la calibración del tablero de calibración, sino que solo usamos este método al construir el mapa y buscamos otros métodos de posicionamiento y navegación.

Calibración automática de la cámara

Los datos de los parámetros internos de la cámara obtenidos mediante la calibración del tablero de ajedrez son más precisos. Si no hay otra opción, es mejor utilizar estos datos precisos para la reubicación de la cámara.

En la idea del proyecto 1 , mencioné que he utilizado una aplicación ORB-SLAM3 portada a Android. Esta aplicación no requiere calibración de la cámara al construir imágenes.

Entonces debe haber una o más formas de obtener datos de parámetros internos de la cámara sin calibración usando una placa de calibración, aunque los datos pueden no ser tan precisos como usar una placa de calibración para la calibración de la cámara.

Después de una serie de búsquedas y determinaciones, la palabra clave del objetivo pasó a ser: calibración automática de la cámara.

Existen muchos métodos para la calibración automática de la cámara, que se analizarán más adelante.


Continuará

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