stereoParameters

스테레오 카메라 시스템 파라미터를 저장하기 위한 객체

설명

stereoParameters 객체는 두 카메라의 내부 파라미터 및 외부 파라미터와 그 기하 관계를 저장합니다.

생성

여기에 설명된 stereoParameters 함수를 사용하여 stereoParameters 객체를 만들 수 있습니다. 또한 입력 영상 점의 M×2×numImages×2 배열과 함께 estimateCameraParameters를 사용하여 stereoParameters 객체를 만들 수도 있습니다. 여기서 M은 각 패턴에 포함된 키포인트 좌표의 개수입니다.

구문

stereoParams = stereoParameters(cameraParameters1,cameraParameters2,poseCamera2)

stereoParams = stereoParameters(paramStruct)

설명

stereoParams = stereoParameters(cameraParameters1,cameraParameters2,poseCamera2)는 두 카메라의 카메라 파라미터와 카메라 2의 자세를 사용하여 스테레오 카메라 시스템 파라미터 객체를 반환합니다. cameraParameters1과 cameraParameters2는 각각 카메라 1과 카메라 2의 내부 파라미터가 포함된 cameraParameters 또는 cameraIntrinsics 객체입니다. 세 가지 입력 인수는 각각 CameraParameters1 속성, CameraParameters2 속성, PoseCamera2 속성을 설정합니다.

stereoParams = stereoParameters(paramStruct)는 paramStruct에 저장된 파라미터를 사용하여 기존 stereoParameters 객체와 동일한 stereoParameters 객체를 생성합니다.

입력 인수

paramStruct — 스테레오 파라미터

struct

스테레오 파라미터로, 스테레오 파라미터 구조체로 지정됩니다. 기존 stereoParameters 객체에서 paramStruct를 가져오려면 toStruct 함수를 사용하십시오.

속성

두 카메라의 내부 파라미터 및 외부 파라미터

CameraParameters1 — 카메라 1의 파라미터

cameraParameters 객체

카메라 1의 파라미터로, cameraParameters 객체로 지정됩니다. 객체는 카메라의 내부 파라미터, 외부 파라미터, 렌즈 왜곡 파라미터를 포함합니다.

CameraParameters2 — 카메라 2의 파라미터

cameraParameters 객체

카메라 2의 파라미터로, cameraParameters 객체로 지정됩니다. 객체는 카메라의 내부 파라미터, 외부 파라미터, 렌즈 왜곡 파라미터를 포함합니다.

두 카메라 간 기하 관계

PoseCamera2 — 두 번째 카메라의 상대 자세

rigidtform3d 객체

두 번째 카메라의 상대 자세로, rigidtform3d 객체로 지정됩니다. 객체의 R 속성과 Translation 속성은 각각 카메라 1과 카메라 2 간의 상대적인 회전과 평행 이동을 나타냅니다. 다음을 사용하여 카메라 2 좌표를 카메라 1 좌표로 다시 변환합니다.

orientation1 = orientation2 * R
location1 = orientation2 * Translation + location2

orientation1과 location1은 카메라 1의 절대 자세를 나타내고, orientation2와 location2는 카메라 2의 절대 자세를 나타냅니다.

stereoParameters 객체를 만든 후에는 PoseCamera2 값을 설정할 수 없습니다.

FundamentalMatrix — Fundamental 행렬

3×3 행렬

Fundamental 행렬로, 3×3 행렬로 저장됩니다. Fundamental 행렬은 두 스테레오 카메라의 관계를 나타내며, 다음 방정식을 충족해야 합니다.

$$\left[\begin{array}{cc}{P}_1& 1\end{array}\right]*FundamentalMatrix*\left[\begin{array}{c}{P}_2\\ 1\end{array}\right]=0$$

영상 1의 점 P₁은 영상 2의 점 P₂에 대응합니다. 두 점 모두 픽셀 좌표로 표현됩니다.

EssentialMatrix — Essential 행렬

3×3 행렬

Essential 행렬로, 3×3 행렬로 저장됩니다. Essential 행렬은 두 스테레오 카메라의 관계를 나타내며, 다음 방정식을 충족해야 합니다.

$$\left[\begin{array}{cc}{P}_1& 1\end{array}\right]*EssentialMatrix*\left[\begin{array}{c}{P}_2\\ 1\end{array}\right]=0$$

영상 1의 점 P₁은 영상 2의 점 P₂에 대응합니다. 두 점 모두 카메라의 광학적 중심을 원점으로 하는 정규화된 영상 좌표로 표현됩니다. x와 y 픽셀 좌표는 초점 거리 f_x와 f_y로 정규화됩니다.

추정된 파라미터의 정확도

MeanReprojectionError — 평균 유클리드 거리

픽셀 개수

모든 영상 쌍에서 재투영된 점과 검출된 점 사이의 평균 유클리드 거리로, 픽셀 단위로 지정됩니다.

카메라 파라미터 추정 설정

NumPatterns — 보정 패턴 개수

정수

두 카메라의 외부 파라미터를 추정하는 보정 패턴의 개수로, 정수로 저장됩니다.

WorldPoints — 세계 좌표

M×2 배열

보정 패턴의 키포인트에 대한 세계 좌표로, M×2 배열로 지정됩니다. M은 패턴에 포함된 키포인트 개수를 나타냅니다.

WorldUnits — 세계 좌표 점 단위

'mm' (디폴트 값) | 문자형 벡터

세계 좌표 점 단위로, 문자형 벡터로 지정됩니다. 문자형 벡터는 측정 단위를 나타냅니다.

객체 함수

toStruct

Convert a stereo parameters object into a struct

예제

스테레오 카메라 보정 수행하기

보정 영상을 지정합니다.

leftImages = imageDatastore(fullfile(toolboxdir("vision"),"visiondata", ...
    "calibration","stereo","left"));
rightImages = imageDatastore(fullfile(toolboxdir("vision"),"visiondata", ...
    "calibration","stereo","right"));

체커보드를 검출합니다.

[imagePoints,boardSize] = ...
  detectCheckerboardPoints(leftImages.Files,rightImages.Files);

체커보드 키포인트의 세계 좌표를 지정합니다. 사각형 크기의 단위는 밀리미터입니다.

squareSize = 108;
worldPoints = patternWorldPoints("checkerboard",boardSize,squareSize);

스테레오 카메라 시스템을 보정합니다. 두 카메라의 해상도는 같습니다.

I = readimage(leftImages,1); 
imageSize = [size(I,1) size(I,2)];
params = estimateCameraParameters(imagePoints,worldPoints, ...
    "ImageSize",imageSize);

보정 정확도를 시각화합니다.

showReprojectionErrors(params)

카메라 외부 파라미터를 시각화합니다.

figure
showExtrinsics(params)

구조체로 변환합니다.

paramsStruct = toStruct(params)

paramsStruct = struct with fields:
       CameraParameters1: [1×1 struct]
       CameraParameters2: [1×1 struct]
       RotationOfCamera2: [3×3 double]
    TranslationOfCamera2: [-119.8720 -0.4005 -0.0258]
                 Version: [1×1 struct]
     RectificationParams: [1×1 struct]

참고 문헌

[1] Zhang, Z. "A Flexible New Technique for Camera Calibration." IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence 22, no. 11 (November 2000): 1330–34. https://doi.org/10.1109/34.888718..

[2] Heikkila, J., and O. Silven. “A Four-Step Camera Calibration Procedure with Implicit Image Correction.” In Proceedings of IEEE Computer Society Conference on Computer Vision and Pattern Recognition, 1106–12. San Juan, Puerto Rico: IEEE Comput. Soc, 1997. https://doi.org/10.1109/CVPR.1997.609468.

확장 기능

C/C++ 코드 생성

MATLAB® Coder™를 사용하여 C 코드나 C++ 코드를 생성할 수 있습니다.

사용법 관련 참고 및 제한 사항:

• toStruct 메서드를 사용하여 생성된 코드에 stereoParameters 객체를 전달할 수 있습니다. Code Generation for Depth Estimation from Stereo Video 예제를 참조하십시오.

버전 내역

R2014a에 개발됨

R2022b: 행렬 전위곱(premultiply) 규칙 지원

R2022b부터 많은 Computer Vision Toolbox™ 함수는 전위곱 규칙을 사용하여 기하 변환을 만들고 수행합니다. 따라서 stereoParameters 객체의 일부 입력 인수와 속성이 전위곱 규칙을 지원하도록 변경되었습니다.

• 이제 tformOfCamera2 인수를 전위곱 규칙을 사용하는 rigidtform3d 객체로 지정할 수 있습니다. 여전히 tformOfCamera2를 rigid3d 객체로 지정할 수 있지만 이 객체는 후위곱 규칙을 사용하므로 권장되지 않습니다.

• 새로운 PoseCamera2 속성은 기존의 RotationOfCamera2 속성과 TranslationOfCamera2 속성을 대체합니다. 회전 행렬과 평행 이동 벡터에는 PoseCamera2 속성에 저장된 rigidtform3d 객체의 R 속성과 Translation 속성을 쿼리하여 액세스할 수 있습니다. R 속성의 값은 RotationOfCamera2의 전치입니다.

자세한 내용은 Migrate Geometric Transformations to Premultiply Convention 항목을 참조하십시오.

참고 항목

앱

• 카메라 보정기 | 스테레오 카메라 보정기

객체

• stereoCalibrationErrors | intrinsicsEstimationErrors | extrinsicsEstimationErrors | cameraParameters | cameraIntrinsics

함수

• estimateCameraParameters | showReprojectionErrors | showExtrinsics | undistortImage | undistortPoints | detectCheckerboardPoints | generateCheckerboardPoints | patternWorldPoints | reconstructScene | rectifyStereoImages | estimateFundamentalMatrix

도움말 항목

• 두 시점에서의 움직임 기반 구조
• Structure from Motion from Multiple Views
• Code Generation for Depth Estimation from Stereo Video
• Using the Single Camera Calibrator App
• Using the Stereo Camera Calibrator App
• Import Stereo Camera Parameters from ROS