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×2×numImages×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,poseCamera2)

stereoParams = stereoParameters(paramStruct)

説明

stereoParams = stereoParameters(cameraParameters1,cameraParameters2,poseCamera2) は、2 つのカメラのカメラ パラメーターとカメラ 2 の姿勢を使用して、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。3 つの入力引数は、それぞれ CameraParameters1、CameraParameters2、および PoseCamera2 の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

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

PoseCamera2 — 2 番目のカメラの相対姿勢

rigidtform3d オブジェクト

2 番目のカメラの相対姿勢。rigidtform3d オブジェクトとして指定します。オブジェクトの R プロパティと Translation プロパティは、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 = orientation2 * R
location1 = orientation2 * Translation + location2

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。

stereoParameters オブジェクトを作成した後で PoseCamera2 の値を設定することはできません。

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。

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

イメージ 1 の点 P₁ は、イメージ 2 の点 P₂ に対応します。どちらの点もピクセル座標で表されます。

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。

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

イメージ 1 の点 P₁ は、イメージ 2 の点 P₂ に対応します。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の実行

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 = patternWorldPoints("checkerboard",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)

構造体に変換します。

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]

参照

[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.

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

R2022b: 左から乗算する行列規則をサポート

R2022b 以降、Computer Vision Toolbox™ の多くの関数は、左から乗算する規則を使用して幾何学的変換を作成および実行します。このため、stereoParameters オブジェクトの一部の入力引数とプロパティは、左から乗算する規則をサポートするよう変更されました。

• 左から乗算する規則を使用する rigidtform3d オブジェクトとして tformOfCamera2 引数を指定できるようになりました。tformOfCamera2 を rigid3d オブジェクトとして指定することはできますが、このオブジェクトは右から乗算する規則を使用するため、推奨されません。

• 新しい PoseCamera2 プロパティは、古い RotationOfCamera2 プロパティおよび TranslationOfCamera2 プロパティを置き換えるものです。PoseCamera2 プロパティに格納されている rigidtform3d オブジェクトの R プロパティと Translation プロパティをクエリすることにより、回転行列と並進ベクトルにアクセスできます。R プロパティの値は、RotationOfCamera2 の転置です。

詳細については、Migrate Geometric Transformations to Premultiply Conventionを参照してください。

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 | cameraIntrinsics

関数

• estimateCameraParameters | showReprojectionErrors | showExtrinsics | undistortImage | undistortPoints | detectCheckerboardPoints | generateCheckerboardPoints | patternWorldPoints | 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
• ROS からのステレオ カメラ パラメーターのインポート