Metashape поддерживает четыре основных типа камер: Кадровая, "Рыбий глаз", Сферическая и Цилиндрическая камеры. В данной статье мы рассмотрим результаты калибровки для камеры типа Кадровая.

Фотограмметрическая калибровка камеры выполняется для определения её элементов внутреннего ориентирования, в том числе параметров искажений объектива камеры. Параметры калибровки камеры можно ввести вручную, если они были получены предварительно в процессе калибровки. 

 

Параметры калибровки камеры


Для расчета доступны следующие параметры калибровки:

f - фокусное расстояние (измеряется в пикселях).

cx, cy - координаты главной точки снимка, т.е. координаты пересечения оптической оси объектива с плоскостью матрицы камеры (в пикселях).

b1, b2 - коэффициенты аффинитета и неортогональности, или скоса (в пикселях).

k1, k2, k3, k4 - коэффициенты радиальной дисторсии (безразмерные).

p1, p2 - коэффициенты тангенциальной дисторсии (безразмерные).

 

Первичные параметры калибровки будут вычислены на этапе Выравнивания снимков. По завершении выравнивания снимков рассчитанные параметры калибровки будут отображаться на вкладке "Уточнённая" в диалоговом окне Калибровка камеры.


Пример «некорректной» калибровки:


Обратите внимание на рассчитанные значения параметров cx, cy, b1 и b2 в диалоговом окне Калибровка камеры. Если значения параметров слишком велики (сотни или более у cx, cy и десятки или более у b1, b2), целесообразно повторно выровнять набор снимков, зафиксировав эти параметры.

 

Обычно значения cx и cy составляют около пары десятков пикселей (или меньше), поскольку значения измеряются от центра снимка. А значения b1 и b2 обычно не превышают нескольких единиц.

 

Если значения составляют сотни или даже тысячи — это говорит о том, что оценка параметров калибровки, скорее всего, некорректна. Иногда это может быть связано с особенностями полетного задания, например, если камера не поворачивалась на 180 градусов на соседних галсах полета. Вы можете попробовать исправить указанные параметры и заново выровнять снимки, отключив опцию "Адаптивное уточнение модели камеры".

 

 

График дисторсий


Metashape предоставляет ряд инструментов для анализа результатов калибровки камеры. Чтобы получить доступ к графику дисторсий, выберите соответствующую опцию из контекстного меню группы камер в диалоговом окне Калибровка камеры.


На вкладке Дисторсии в диалоговом окне График дисторсий отображается расчетный график искажения для выбранной камеры. На вкладке доступны диаграммы "Общая", "Радиальная", "Асимметричная", "Поправки" и "Остаточные ошибки".


На графике дисторсий отображаются значения и направление дисторсий в соответствии с уточненными параметрами калибровки камеры. График представлен в виде дискретных векторов, представляющих значение дисторсии для точки в центре соответствующей ячейки изображения. Параметры дисторсии рассчитывается по формуле для каждой точки снимка (XY) в координатах самого изображения. Формулы, по которым рассчитывается дисторсия снимка в Metashape, можно найти в Руководстве пользователя в приложении C.


  • Общая - отображает суммарное рассчитанное значение всех параметров калибровки камеры.
  • Радиальная - отображает суммарный вектор для параметров k1, k2, k3, k4.
  • Асимметричная - отображает суммарный вектор для коэффициентов b1, b2 и p1, p2.
  • Поправки - на этой вкладке будут отображаться рассчитанные параметры, если в настройках оптимизации была включена опция Рассчитывать дополнительные поправки, в противном случае данная вкладка будет пустой. Рекомендуется включать функцию Рассчитывать дополнительные поправки (см. диалоговое окно Оптимизировать положения камер ниже) в случаях, когда дисторсия камеры плохо описывается моделью по умолчанию (в Metashape используется модель дисторсии Брауна).


График Остаточных ошибок позволяет оценить, насколько правильно камера описывается прикладной математической моделью. Обратите внимание, что остаточные ошибки усредняются на ячейку изображения, а затем по всем изображениям в группе камер. Под графиком указан масштаб дисторсии/остаточных ошибок.


Примечание: 
  • График Остаточных ошибок и диаграммы дисторсий имеют разное значение. Изображения в окне График дисторсий (первые 4 диаграммы дисторсий) представляют значения дисторсии и направления согласно уточненным значениям параметров калибровки, тогда как график Остаточных ошибок представляет собой усредненные ошибки репроецирования для связующих точек, обнаруженных на исходных снимках (усредненных в пределах ячейки снимка, а затем для всех камер в калибровочной группе). 
  • График Остаточных ошибок (ошибки репроецирования связующих точек) также добавлен в раздел "Калибровка камеры" отчета из проекта, а графиков дисторсий в отчете нет и доступны они только в диалоговом окне Калибровка камеры.


На вкладке Профиль представлены два графика радиальной и тангенциальной дисторсий, а также то, как их значения в пикселях увеличиваются с увеличением расстояния от центра снимка. Профили можно сохранять в формате изображения. 


На вкладке Корреляция представлены: 

  • Столбец "Значение" содержит рассчитанные значения элементов внутреннего ориентирования камеры. Те же значения представлены на вкладке Уточн диалогового окна Калибровка камеры.
  • В столбце "Ошибка" представлено стандартное отклонение для соответствующих значений.
  • Значения корреляции для элементов внутреннего ориентирования камеры отражают степень корреляции между соответствующими элементами.

Metashape рассчитает ковариационную матрицу для результатов выравнивания снимков. Диагональными элементами ковариационной матрицы являются дисперсия, σii2; положительный квадратный корень дисперсии, σ, называется стандартным отклонением.

Недиагональными элементами матрицы являются ковариации, σij. Величина каждой ковариации отражает степень корреляции между соответствующими параметрами.