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stereoParameters

ステレオ カメラ システムのパラメーターを格納するオブジェクト

説明

stereoParameters オブジェクトは、2 つのカメラの内部パラメーターと外部パラメーター、およびそれらの幾何学的な関係を格納します。

作成

ここで説明する関数 stereoParameters を使用して stereoParameters オブジェクトを作成できます。また、入力イメージ ポイントの M x 2 x numImages x 2 の配列 (M は各パターンのキーポイント座標の数) の estimateCameraParameters を使用して stereoParameters オブジェクトを作成することもできます。

構文

stereoParams = stereoParameters(cameraParameters1,cameraParameters2,tformOfCamera2)

stereoParams = stereoParameters(cameraParameters1,cameraParameters2,rotationOfCamera2,translationOfCamera2)

stereoParams = stereoParameters(paramStruct)

説明

stereoParams = stereoParameters(cameraParameters1,cameraParameters2,tformOfCamera2) は、2 台のカメラのカメラ パラメーターと、カメラ 1 に対するカメラ 2 の変換を指定する tformOfCamera2 オブジェクトを使用して、ステレオ カメラ システム パラメーター オブジェクトを返します。cameraParameters1 と cameraParameters2 は、それぞれカメラ 1 とカメラ 2 の内部パラメーターを含む cameraParameters オブジェクトまたは cameraIntrinsics オブジェクトです。

stereoParams = stereoParameters(cameraParameters1,cameraParameters2,rotationOfCamera2,translationOfCamera2) は、ステレオ カメラ システムのパラメーターを含む stereoParameters オブジェクトを作成し、cameraParameters1、cameraParameters2、rotationOfCamera2、および translationOfCamera2 プロパティを設定します。

stereoParams = stereoParameters(paramStruct) は、paramStruct に格納されているパラメーターを使用して既存の stereoParameters オブジェクトから同一の stereoParameters オブジェクトを作成します。

入力引数

tformOfCamera2 — カメラ 2 の変換

rigid3d オブジェクト

カメラ 1 に対するカメラ 2 の変換。rigid3d オブジェクトとして指定します。

paramStruct — ステレオ パラメーター

struct

ステレオ パラメーター。ステレオ パラメーターの struct として指定します。既存の stereoParameters オブジェクトから paramStruct を取得するには、関数 toStruct を使用します。

プロパティ

2 つのカメラの内部パラメーターと外部パラメーター

cameraParameters1 — カメラ 1 のパラメーター

cameraParameters オブジェクト

カメラ 1 のパラメーター。cameraParameters オブジェクトとして指定します。オブジェクトには、カメラの内部パラメーター、外部パラメーターおよびレンズ歪みパラメーターが含まれます。

cameraParameters2 — カメラ 2 のパラメーター

cameraParameters オブジェクト

カメラ 2 のパラメーター。cameraParameters オブジェクトとして指定します。オブジェクトには、カメラの内部パラメーター、外部パラメーターおよびレンズ歪みパラメーターが含まれます。

2 つのカメラの幾何学的な関係

rotationOfCamera2 — カメラ 2 の回転

3 行 3 列の行列

カメラ 1 に対するカメラ 2 の回転。3 行 3 列の行列として指定します。

rotationOfCamera2 と translationOfCamera2 は、カメラ 1 とカメラ 2 の間の相対的な回転と並進をそれぞれ表します。これらは、以下を使用してカメラ 2 の座標をカメラ 1 の座標に変換し直します。

orientation1 = rotationOfCamera2 * orientation2
location1 = translationOfCamera2 * orienation2 + location2

ここで、orientation1 と location1 はカメラ 1 の絶対姿勢を、orientation2 と location2 はカメラ 2 の絶対姿勢を表します。

translationOfCamera2 — カメラ 2 の並進

3 要素ベクトル

カメラ 1 に対するカメラ 2 の並進。3 要素ベクトルとして指定します。

rotationOfCamera2 と translationOfCamera2 は、カメラ 1 とカメラ 2 の間の相対的な回転と並進をそれぞれ表します。これらは、以下を使用してカメラ 2 の座標をカメラ 1 の座標に変換し直します。

orientation1 = rotationOfCamera2 * orientation2
location1 = translationOfCamera2 * orienation2 + location2

ここで、orientation1 と location1 はカメラ 1 の絶対姿勢を、orientation2 と location2 はカメラ 2 の絶対姿勢を表します。

FundamentalMatrix — 基礎行列

3 行 3 列の行列

基礎行列。3 行 3 列の行列として格納されます。次の方程式が必ず満たされるように、基礎行列は 2 つのステレオ カメラを関連付けます。

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

ピクセル単位のイメージ 1 の点 P₁ はイメージ 2 の点 P₂ に対応しています。

EssentialMatrix — 基本行列

3 行 3 列の行列

基本行列。3 行 3 列の行列として格納されます。次の方程式が必ず満たされるように、基本行列は 2 つのステレオ カメラを関連付けます。

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

イメージ 1 の点 P₁ はイメージ 2 の点 P₂ に対応しています。どちらの点も、原点がカメラの光学的中心である正規化されたイメージ座標で表されます。ピクセル座標 x と y は、焦点距離 f_x および f_y で正規化されています。

推定されたパラメーターの精度

MeanReprojectionError — 平均ユークリッド距離

ピクセルの数

すべてのイメージのペアに対する再投影された点と検出された点の間の平均ユークリッド距離。ピクセル単位で指定します。

カメラ パラメーター推定の設定

NumPatterns — キャリブレーションされたパターンの数

整数

2 つのカメラの外部パラメーターを推定するキャリブレーション パターンの数。整数として保存します。

WorldPoints — ワールド座標

M 行 2 列の配列

キャリブレーション パターンのキー ポイントのワールド座標。M 行 2 列の配列として指定します。M は、パターン内のキー ポイントの数を表します。

WorldUnits — ワールド ポイント単位

'mm' (既定値) | 文字ベクトル

ワールド ポイント単位。文字ベクトルとして指定します。文字ベクトルは、測定単位を示します。

オブジェクト関数

toStruct

Convert a stereo parameters object into a struct

例

ステレオ カメラのキャリブレーション

キャリブレーション イメージを指定します。

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

チェッカーボードを検出します。

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

チェッカーボード キーポイントのワールド座標を指定します。正方形のサイズはミリメートル単位です。

squareSize = 108;
worldPoints = generateCheckerboardPoints(boardSize,squareSize);

ステレオ カメラ システムをキャリブレーションします。両方のカメラの解像度は同じです。

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

キャリブレーションの精度を可視化します。

  showReprojectionErrors(params);

カメラの外部パラメーターを可視化します。

figure;
showExtrinsics(params);

参照

[1] Zhang, Z. “A Flexible New Technique for Camera Calibration”. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence.Vol. 22, No. 11, 2000, pp. 1330–1334.

[2] Heikkila, J, and O. Silven. “A Four-step Camera Calibration Procedure with Implicit Image Correction.” IEEE International Conference on Computer Vision and Pattern Recognition. 1997.

拡張機能

C/C++ コード生成

MATLAB® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

使用上の注意および制限:

• toStruct メソッドを使用して stereoParameters オブジェクトを生成されたコードに渡します。ステレオ ビデオからの深度推定のためのコード生成の例を参照してください。

バージョン履歴

R2014a で導入

参考

アプリ

• カメラ キャリブレーター | ステレオ カメラ キャリブレーター

オブジェクト

• stereoCalibrationErrors | intrinsicsEstimationErrors | extrinsicsEstimationErrors | cameraParameters | rigid3d | cameraIntrinsics

関数

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

トピック

• 2 つのビューからの structure from motion
• 複数のビューからの structure from motion
• ステレオ ビデオからの深度推定のためのコード生成
• 単一カメラ キャリブレーター アプリの使用
• ステレオ カメラ キャリブレーター アプリの使用
• Import Stereo Camera Parameters from ROS

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