Обзор и анализ моделей исправления дисторсии в случае широкоугольных камер. Модель широкоугольной камеры с использованием сферы и эллипсоида

31 мая 2023 года
Бушмелев Дмитрий Вячеславович
(аспирант 1-го г. о., научный руководитель к.ф.-м.н. Буданов В.М., рецензенты к.т.н., с.н.с. Макаренко А.В., асп. 3 г. о. Брагин А.)

Современные системы компьютерного зрения имеют множество приложений (мониторинг объектов и/или ситуаций, автономная навигация (SLAM (одновременная локализация и построение карты), визуальная одометрия), дополненная реальность и др.), в которых требуется применение широкоугольных камер для захвата больших сцен. В задачах, использующих алгоритмы оптического потока, использование широкоугольных камер является более предпочтительным в силу меньшего смещения пикселей нежели в случае использования камер с меньшим углом обзора при том же разрешении.   

Как правило, широкоугольные камеры обладают рядом недостатков, один из них – наличие искажений, вызванных, в частности, радиальной дисторсией, вследствие чего не сохраняются подобия и форма объектов. Данные оптические искажения возможно устранять, руководствуясь различными моделями.     

Существует класс полиномиальных моделей, количество параметров которых зависит от выбранной степени полинома. Также существуют неполиномиальные модели, которые могут иметь меньшее количество параметров, чем у полиномиальных моделей.    

В работе будут рассмотрены различные модели, используемые для описания искажений широкоугольных камер, предложены новые модели на основе сферы и эллипсоида. Даны численные оценки качества моделей для конкретной камеры.