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Zusammenfassung Machine Vision
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Machine Vision (Machine Vision)
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Kalibrierung- bei Direct Linear Transform DLT keine Formeln lernen, aber das Prinzip verstehen
(Foliensatz 2, Folie ca 41-50)
Kamerakalibrierung
Finden Sie die mathematische Beziehung zwischen 2D-Pixelpositionen und Strahlen in
der 3D-Szene
Finden Sie die Formel für die Abbildungsgleichung der Kamera
Geben Sie einen 3D-Punkt an, so dass wir vorhersagen können, wo er auf dem
Chip/auf der Füllung der Kamera landen wird
Vorgehensweise
Fotografiere ein Objekt mit exakt bekannter Geometrie (Würfel)
Identifizieren von Merkmalspunkten im Bild (Ecken)
Normalerweise gibt es ein Schachbrettmuster auf der Schachtel macht es leicht
zu identifizieren
Paare von 2D-3D-Koordinaten bilden
Definieren durch Messen
Berechnen Sie die Kameraparameter
Warum wir Kamerakalibrierung brauchen
Photogrammetrie: Man nahm Bilder von einer Landschaft auf.
Später mussten sie diese zu einem großen Foto zusammensetzen, aber gleichzeitig
mussten sie Ausschnitte und die Perspektive korrigieren und die Höhe von Punkten in
einer Stereoumgebung messen.
Dazu muss man den Lauf der Kamera zur 3D-Szene verfolgen - mit einem Pixel
3D-Scanner
Berechnen Sie die Wechselwirkung zwischen der Kamera und dem Projektor/Laser
Bei einem Pixel muss man wissen, wie der Strahl im 3D-Raum aussehen würde
3D-Form aus Silhouetten
Erkennen Sie die Silhouette, indem Sie die Bilder mit der Person und ohne die Person
vergleichen.
Wissen, welche Pixel sich nicht verändert haben
Übrig bleibt ein 3D-Modell der Person
Mit z.B. 4 Fotos erhält man ein vernünftiges Modell der Person, das in einem
Computerspiel von geringer Qualität verwendet werden könnte
Für ein bestimmtes Pixel im Bild, z. B. auf der Silhouette, müssen Sie herausfinden,
welcher 3D-Linie es entspricht
Kameramodelle
Was geht im Inneren einer Kamera vor sich?
Wir beschäftigen uns mit perspektivischer Projektion
Ein Punkt, in dem alle Strahlen zusammenlaufen – Projektzentrum
Er liegt zwischen der Bildebene und dem Objektiv
, Jeder Strahl wird in einem Pixel des Bildes abgebildet - wir können ihn nicht
umkehren - wir kennen die Entfernung nicht
Parallele Linien konvergieren in einem Fluchtpunkt - in der Malerei erzeugen sie eine
Illusion - fügen Tiefe hinzu
Parallele/ orthografische Projektion
Parallele Strahlen z.B. alle orthogonal zur Bildebene (= Sonderfälle: orthographische
Projektion). Beispiel: technische Entwürfe, Grundrisse
Ungefähr richtig für kleine Objekte in großer Entfernung (Teleobjektiv): Strahlen sind
ungefähr parallel.
Orthographische Projektion
Die orthografische Projektion ist eine Art der
Projektion, die in der Computergrafik und im
technischen Zeichnen verwendet wird.
Sie berücksichtigt weder Perspektive noch
Tiefenwahrnehmung.
Die Objekte werden mit parallelen
Projektionsstrahlen auf eine Ebene projiziert.
Bei dieser Projektionsmethode bleiben die Größen und Winkel zwischen den Objekten
erhalten.
Sie wird häufig in technischen Zeichnungen, Architekturplänen, Schaltplänen und
Computersimulationen verwendet.
Ermöglicht eine präzise Darstellung von Objektgrößen und -formen ohne Verzerrung.
Vorteile: Die Entfernung spielt keine Rolle - die Dinge werden nicht kleiner, wenn sie
weiter weg sind, die Skalierung zwischen Bild und Objekt ist immer konstant - man erhält
einen 1:1-Grundriss (technische Ebenen)
Strahl zwischen Objekt und Bild hat einen 90 Grad Winkel
Lochkamera
f: Proportionalitätsfaktor zwischen Objektgröße und Bildgröße. Bessere Bezeichnung:
Bildweite.
Keine Brennweite im eigentlichen Sinn, da bei Lochkamera ein Scharfstellen wie bei
einem Linsenobjektiv nicht erforderlich ist. Für jedes f ist das Bild gleich scharf.
Die Lochkamera ist ein einfaches Abbildungsgerät.
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