DE19836303A1 - Kamerakalibrierung für multiokulare Aufnahmen - Google Patents

Description

Die Erzeugung von 3D-Modellen von Landschaften, Objekten, Personen usw. mit Hilfe von multio­ kularen Aufnahmen (z. B. Stereoaufnahmen) der zu modellierenden realen Objekte wird schon seit längerem durchgeführt (siehe u. a. [1]). Basis der Modellierung ist die Kenntnis über die geometri­ sche Lagebeziehung der Kameras zueinander, die die zur Modellierung benutzten Bilder erzeugt ha­ ben. Benötigt werden neben den inneren Eigenschaften der Kameras die Positionen der Kameras und die Ausrichtung ihrer optischen Achse jeweils relativ zueinander.

Bislang wurde diese Information folgendermaßen gewonnen:

• a) Es wird ein fester Aufbau mit z. B. zwei Kameras hergestellt, der vor der eigentlichen Aufnahme vermessen wird, oder
• b) die Position der Kamera bei den jeweiligen Aufnahmen wird mit Hilfe von Merkmalen im Bild, deren Lage zueinander bekannt ist (z. B. auch ein in das Bild eingebrachtes bekanntes Kalibrier­ muster), bestimmt.

Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, daß die Bestimmung der Kamerakalibrierung nach b) aus dem Bild heraus schwierig und aufwendig ist und die Herstel­ lung eines festen Aufbaus nach a) für große Objekte und Landschaften auf Grund der benötigten großen Basisbreite (Abstand zwischen den Kameras) schwierig bis unmöglich wird.

Dieses Problem wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale, nämlich die Kopplung der Kamera mit einem vom Bild unabhängigen Positionsbestimmungssystem, gelöst. Dazu wird gleichzeitig mit der Aufnahme eines Bildes die Position und Blickrichtung der Kamera vom mit der Kamera fest verbundenen Navigationssystem automatisch erfaßt und in einem Datenspeicher festge­ halten gemeinsam mit dem Bild oder einer Referenz auf das Bild festgehalten. Benötigt wird dabei nicht die absolute Position sondern nur die relative Position und Richtung jeder Aufnahme in Bezug zu einer anderen Aufnahme, die zur multiokularen Modellierung herangezogen werden soll. Die in­ neren Parameter der Kamera (z. B. Brennweite und Linsenverzerrung) werden in herkömmlicher Weise vorab ermittelt.

Später können dann die mit den Bildern gespeicherten Positions- und Richtungsangaben zur Aus­ wertung einer Bildfolge verwendet werden.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß auf diese Weise eine Bildfolge mit präziser Kalibrierung und großer Basisbreite mit erheblich geringerem Aufwand als bisher erzeugt werden kann.

Eine Prinzipzeichnung des Systems zeigt Fig. 1. Das System besteht aus den Komponenten Kamera A, Positionserfassung B und Datenspeicher C. Während der Bildaufnahme eines Objektes mit der Kamera A an Position 1 wird automatisch die Position des Systems durch die Positionserfassung B mit erfaßt und gemeinsam mit dem Bild in den Datenspeicher C geschrieben. Gleiches geschieht an Position 2.

Literatur

[1] Koch, R.: "3-D Surface Reconstruction from Stereoscopic Image Sequences", International Con­ ference of Computer Vision ICCV, 95, Cambridge, MA., USA, June 1995.

Claims (1)

1. Kamerakalibrierung für multiokulare Aufnahmen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamerakalibrierung mit Hilfe eines mit der Kamera verbundenen unabhängigen Positi­ onsbestimmungssystems z. B. auf Basis eines Satellitennavigationssystems oder eines Trägheits­ navigationssystems durchgeführt wird.