Коновалов Константин Дмитриевич - аспирант, лаборатория автоматизации научных исследований.
14-я линия В.О., д. 39, Санкт-Петербург 199178
Konstantin D. Konovalov - Post-Graduate Student, Laboratory of Scientific Research Automation.
39, 14th Line, St. Petersburg 199178
Цель исследования. Целью работы является разработка обобщенного метода оценки геометрических параметров объекта по фотоснимкам в условиях отсутствия информации об априорных параметрах объекта, а также с возможностью использования для произведения снимков цифровых камер с различными оптическими системами.
Методы. Для реализации поставленной цели была разработана математическая модель оптической системы, состоящей из двух цифровых камер. Затем, путем приведения данной математической модели к единой системе уравнений, был разработан метод вычисления координат объекта на снимке, а также расстояния до него. Затем была проведена экспериментальная проверка полученного метода.
Результаты. Результатом работы является разработанный обобщенный метод оценки геометрических параметров объекта в условиях отсутствия информации об априорных параметрах объекта с использованием двух снимков с цифровых камер с различными оптическими системами. Выполнена экспериментальная проверка точности работы разработанного метода при вычислении расстояния до объекта с использованием типовых камер с различными объективами, показавшая, что данный метод позволяет оценивать геометрические параметры объектов с точностью 90% и выше в зависимости от точности измерения технических параметров камер. Также была произведена оценка чувствительности разработанного методы к значениям технических параметров используемых цифровых камер.
Заключение. Произведенные экспериментальные проверки показали, что разработанный метод позволяет с высокой точностью оценивать расстояние до объектов с использованием снимков с двух цифровых камер, однако требует высокой точности измерения технических параметров используемых камер. В качестве дальнейших путей развития данного метода можно отметить возможность повышения точности измерений путем добавления в разработанную математическую модель нелинейных искажений (дисторсии).
Purpose of research. The purpose of the research is to develop a generalized method for estimating the geometric parameters of an object from photographs in the absence of information about the a priori parameters of the object, as well as with the possibility of using digital cameras with various optical systems to produce images.
Methods. To achieve this goal, a mathematical model of an optical system consisting of two digital cameras was developed. Then, by reducing this mathematical model to a single system of equations, a method was developed for calculating the coordinates of an object in an image, as well as the distance to it. Then the experimental verification of the obtained method was carried out.
Results. The result of the work is a generalized method for estimating the geometric parameters of an object in the absence of information about the a priori parameters of the object using two images from digital cameras with different optical systems. An experimental verification of the accuracy of the developed method was performed when calculating the distance to an object using standard cameras with different lenses, which showed that this method allows estimating the geometric parameters of objects with an accuracy of 90% or higher, depending on the accuracy of measuring the technical parameters of the cameras. The sensitivity of the developed method to the values of the technical parameters of the digital cameras used was also evaluated.
Conclusion. Experimental tests have shown that the developed method allows us to accurately estimate the distance to objects using images from two digital cameras, however, it requires high accuracy in measuring the technical parameters of the cameras used. As further ways of developing this method, it is possible to note the possibility of increasing the accuracy of measurements by adding nonlinear distortions (distortions) to the developed mathematical model.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.