Qu'est-ce que l'étalonnage de caméra ?

L’étalonnage de caméra est un processus qui estime les paramètres géométriques d’une caméra, afin de pouvoir relier les points de l’image à des points de la scène.

Ce qu’il estime

Les paramètres intrinsèques appartiennent à une caméra et à un objectif donnés. Ce sont la distance focale, le centre optique (point principal) et la distorsion de l’objectif. La distance focale et le centre optique forment la matrice de caméra. La distorsion de l’objectif a deux types courants. La distorsion radiale rend les lignes droites courbes, et elle augmente vers le bord de l’image. La distorsion tangentielle apparaît lorsque l’objectif n’est pas parallèle au capteur.

Les paramètres extrinsèques sont une rotation et une translation. Ils placent la caméra dans la scène pour chaque image.

Méthodes

Dans la méthode au damier, la caméra voit un motif plan sous différentes orientations. La méthode de Zhang demande au moins deux orientations, et affine sa première solution par estimation du maximum de vraisemblance. Le tutoriel OpenCV conseille au moins 10 images.

Une deuxième voie est l’auto-étalonnage. Le logiciel de structure à partir du mouvement estime les paramètres à partir des images du relevé lui-même. Les lignes directrices de l’USGS indiquent que les utilisateurs de l’USGS et du Département de l’Intérieur s’appuient généralement dessus. Un étalonnage en laboratoire peut changer sur le terrain, car les capteurs ne sont pas stables. Pour une zone sans détails, les lignes directrices suggèrent un damier pour l’étalonnage sur le terrain.

Sources d’erreur

L’auto-étalonnage peut échouer lorsque les images sont presque parallèles. L’estimation de la distorsion est alors fausse, et le modèle montre un dôme vertical. Les images obliques réduisent cette erreur.

Usage dans l’inspection par drone

Les lignes directrices de l’USGS demandent de consigner les paramètres d’étalonnage et leurs incertitudes dans les métadonnées d’un jeu de données. Les sources utilisées ici ne fixent aucune exigence d’étalonnage propre aux aérodromes pour les caméras d’inspection.