Was ist die Kamerakalibrierung?
Mit der Kamerakalibrierung, die häufig als Kamera-Resektion bezeichnet wird, können Sie ein Bild oder ein Video untersuchen und daraus die Situation der Kamera zum Zeitpunkt der Bildaufnahme ableiten. Die Kamerakalibrierung wird hauptsächlich in Roboteranwendungen und beim Modellieren von Szenen verwendet, die virtuell auf realen Eingaben basieren. Früher war die Kamerakalibrierung ein schwieriger und langwieriger Prozess, aber moderne Softwareanwendungen machen es selbst für Heimanwender recht einfach.
Eine der Hauptanwendungen der Kamerakalibrierung besteht darin, herauszufinden, wo sich eine Kamera in Bezug auf eine Szene in einem Foto befand. Nehmen wir an, Sie haben ein Bild von einem großen Raum mit einem Gitterboden aufgenommen und in diesem Raum einen Stuhl und einen Tisch aufgestellt. Anschließend haben Sie dieses Bild in ein Modellierungsprogramm eingegeben und ein dreidimensionales Modell um die Szene erstellt. In diese Szene können Sie dann eine beliebige Anzahl anderer virtueller Objekte einfügen, z. B. modellierte Charaktere zur Interaktion mit der Szene oder andere Requisiten.
Rendering-Programme verwenden jedoch auch eine Kamera, wenn auch eine virtuelle. Damit die modellierten Objekte ordnungsgemäß mit den als Foto aufgenommenen Objekten interagieren können, müssen wir sicherstellen, dass sich unsere virtuelle Kamera in derselben Position befindet wie unsere reale Kamera, als wir das erste Foto aufgenommen haben. Die Kamerakalibrierung erreicht dies, indem Formeln verwendet werden, um im Wesentlichen rückwärts zu arbeiten, und indem abgezogen wird, wo sich die reale Kamera relativ zur Szene befand.
Die Kamerakalibrierung kann auch verwendet werden, um andere Dinge über die Kamera in Bezug auf die Szene herauszufinden. Mithilfe von Formeln können wir beispielsweise die Brennweite ermitteln, mit der die Szene aufgenommen wurde. Wir können auch den Neigungsfaktor des Bildes und etwaige Linsenverzerrungen ermitteln, die einen Nadelkisseneffekt erzeugen. Wir können auch herausfinden, ob die tatsächlichen Kamerapixel quadratisch waren oder nicht und wie die horizontalen und vertikalen Skalierungsfaktoren für die Pixel gewesen sein könnten.
Man kann auch eine Kamerakalibrierung oder -resektion verwenden, um ein an einen Computer gesendetes Bild aufzunehmen und herauszufinden, wo sich verschiedene Koordinaten in der realen Welt befinden. Diese Art der Deduktion ist entscheidend für die Funktionsweise von Robotern, die visuell mit der physischen Welt interagieren sollen. Diese Roboter können dann ein Foto- oder Videoeingabegerät verwenden und kalibrieren, um herauszufinden, wo sich Objekte in der realen Welt tatsächlich befinden, und zwar in Bezug auf Entfernung und Vektor.
Dies ist einer der Hauptbereiche der Robotik, da schnellere und genauere Resektionsmethoden es Robotern ermöglichen, auf komplexere Weise mit der Welt zu interagieren. Ein Roboter mit einer geringen Fähigkeit, die Entfernung von Objekten zu erkennen, muss sich in hohem Maße auf Versuch und Irrtum verlassen, um sich über das Gelände zu bewegen oder Objekte zu manipulieren, während ein Roboter seinen eigenen Platz in der Welt im Verhältnis zu anderen Objekten genau modellieren kann in der Lage, sich nahtlos und flüssig in der Welt zu bewegen.