KALIBRACJA APARATU CYFROWEGO CANON EOS 400D Z ZASTOSOWANIEM OPROGRAMOWANIA PI 3000 CALIB



Podobne dokumenty
Wydział Inżynierii Środowiska i Geodezji Katedra Fotogrametrii i Teledetekcji Katedra Geodezji Rolnej, Katastru i Fotogrametrii.

Kamery naziemne. Wykonanie fotogrametrycznych zdjęć naziemnych.

Projektowanie naziemnego pomiaru fotogrametrycznego. Dokładność - specyfikacja techniczna projektu

Wydział Inżynierii Środowiska i Geodezji Katedra Fotogrametrii i Teledetekcji Katedra Geodezji Rolnej, Katastru i Fotogrametrii

Temat ćwiczenia: Technika fotografowania.

Temat Zasady projektowania naziemnego pomiaru fotogrametrycznego. 2. Terenowy rozmiar piksela. 3. Plan pomiaru fotogrametrycznego

Wstęp posiadaczem lustrzanki cyfrowej

Fotogrametria cyfrowa

Kalibracja cyfrowego aparatu fotograficznego z wykorzystaniem darmowej wersji programu Aerosys

1. Aparat fotograficzny - sztuk 1

PODSTAWOWE FUNKCJE APARATÓW

OPRACOWANIE OBIEKTÓW ARCHITEKTONICZNYCH Z WYKORZYSTANIEM METOD STOSOWANYCH W FOTOGRAMETRII CYFROWEJ

BADANIE CYFROWYCH APARATÓW FOTOGRAFICZNYCH DLA ZASTOSOWAŃ FOTOGRAMETRYCZNYCH

Temat 2. 1.Rzut środkowy 2.Wyznaczenie elementów orientacji wewnętrznej 3.Kamera naziemna 4.Kamera lotnicza

PROJEKT MULTIMEDIACY

ZAJĘCIA PODNOSZĄCE KOMPETENCJE CYFROWE Z FOTOGRAFIKI KOMPUTEROWEJ WIEDZA KLUCZEM DO SUKCESU! NR RPO /16

PRZYDATNOŚĆ APARATU CYFROWEGO MINOLTA RD 175 W FOTOGRAMETRYCZNYCH OPRACOWANIACH CYFROWYCH *

Aerotriangulacja. 1. Aerotriangulacja z niezależnych wiązek. 2. Aerotriangulacja z niezależnych modeli

Budowa, zasada działania i podstawowe parametry cyfrowego aparatu fotograficznego. Część 1

TELEDETEKCJA Z ELEMENTAMI FOTOGRAMETRII WYKŁAD IX

Temat: Podział aparatów fotograficznych

Akademia Górniczo-Hutnicza

Opracowanie stereogramu zdjęć na stacji cyfrowej Delta

Dział Zamówień Publicznych

Odmiany aparatów cyfrowych

Ćwiczenie 1. Podstawy techniki fotograficznej

A2 Edycja informacji zmiana parametrów ekspozycji aparatem fotograficznym NIKON D3100

KONRAD POSTAWA FOTOGRAFIA CYFROWA, CZYLI ROBIMY ZDJĘCIA SMARTFONEM

Osiągnięcia ucznia na ocenę dostateczną. Zna najważniejszych wynalazców z dziedziny fotografii.

Energetyk-Elektronik-Bytom.net

TELEDETEKCJA Z ELEMENTAMI FOTOGRAMETRII WYKŁAD 10

RAFAŁ MICHOŃ. Zespół Szkół Specjalnych nr 10 im. ks. prof. Józefa Tischnera w Jastrzębiu Zdroju O r.

Urządzenia Techniki Komputerowej

JAKOŚĆ ZDJĘCIA fotocam.pl

PORÓWNANIE EDUKACYJNEGO OPROGRAMOWANIA DO LOTNICZEJ FOTOGRAMETRII CYFROWEJ Z PROFESJONALNYMI SYSTEMAMI FOTOGRAMETRYCZNYMI

Kamera termowizyjna MobIR M8. Dane Techniczne

Ocena dokładności rekonstrukcji obiektu z wykorzystaniem aparatu cyfrowego Kodak DC 260 **.

A1 - Elementy sterujące aparatem fotograficznym NIKON D3100

Warsztaty fotograficzne dla seniorów i seniorek MILANÓWEK 2013 Sylwia Nikko Biernacka SKRÓT TECHNIKI

ZASTOSOWANIE NIEMETRYCZNEGO APARATU CYFROWEGO CANON EOS 300D DO WIZUALIZACJI 3D OBIEKTU ARCHITEKTONICZNEGO

Temat: Zaprojektowanie procesu kontroli jakości wymiarów geometrycznych na przykładzie obudowy.

Nowe funkcje. Wersja 4.10

Automatyka ekspozycji

Komentarz fototechnik 313[01] Czerwiec 2009 Rozwiązanie zadania egzaminacyjnego podlegało ocenie w zakresie następujących elementów pracy:

SZCZEGÓLOWY OPIS PRZEDMIOTU ZAMÓWIENIA Sprzęt fotograficzny

Ekspozycja i tryby fotografowania

FOTOGRAMETRYCZNY CYFROWY SYSTEM BLISKIEGO ZASIĘGU DLA POMIARU SKRAJNI KOLEJOWEJ *

Złącznik nr 5D do SIWZ

Simp-Q. Porady i wskazówki

KATEDRA MECHANIKI I PODSTAW KONSTRUKCJI MASZYN. Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych z elementów analizy obrazów

Temat 2. 1.Rzut środkowy 2.Wyznaczenie elementów orientacji wewnętrznej 3.Kamera naziemna 4.Kamera lotnicza

Fotogrametria cyfrowa

PODZIAŁ PODSTAWOWY OBIEKTYWÓW FOTOGRAFICZNYCH

Dane teledetekcyjne. Sławomir Królewicz

WYKORZYSTANIE NIEMETRYCZNYCH KAMER CYFROWYCH W PRZEDMIAROWANIU PRAC BUDOWLANYCH NON-METRIC CAMERAS USE FOR COST-ESTIMATE SURVEY AT CIVIL WORKS

MODELER MODUŁ KOREKCJI DYSTORSJI SOCZEWKI WERSJA ZEWNĘTRZNA UPROSZCZONA INSTRUKCJA OBSŁUGI PROGRAMU

Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

FOTOGRAFIA CYFROWA W DOKUMENTACJI NAUKOWO-TECHNICZNEJ ZAJĘCIA ORGANIZACYJNE.

Ćwiczenie 3. Podstawy techniki fotograficznej

WYMAGANIA EDUKACYJNE NA POSZCZEGÓLNE OCENY Z ZAJĘĆ TECHNICZNYCH. (na podstawie Zeszytu tematycznego Zajęcia fotograficzne wyd.

Zajęcia fotograficzne plan wynikowy

Wymagane parametry dla platformy do mikroskopii korelacyjnej

Proste pomiary na pojedynczym zdjęciu lotniczym

Astrofotografia z lustrzanką cyfrową

Artur Malczewski TPI Sp. z o.o. Zakopane - Kościelisko, 31 maja 2006

Krótki kurs podstaw fotografii Marcin Pazio, 201 4

Szczegółowy opis przedmiotu zamówienia

Pirometr LaserSight Pirometr umożliwia bezkontaktowy pomiar temperatury obiektów o wymiarach większych niż 1mm w zakresie: C.

Oznaczenie sprawy: KRPI Nazwa i adres Wykonawcy:... Załącznik nr 2 do Zapytania/umowy OPIS PRZEDMIOTU ZAMÓWIENIA

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji Vol. 9,1999, s ISBN DO O P RA C O W AŃ N A A U TO G R A F IE V SD-A G H

Spis treści CZĘŚĆ I POZYSKIWANIE ZDJĘĆ, OBRAZÓW I INNYCH DANYCH POCZĄTKOWYCH... 37

Polskie Towarzystwo Fotogrametrii i Teledetekcji oraz

a) Aerotiangulacja do końca semestru (8 zajęć) plik chańcza_blok folder fotopunkty - Fotopunkty do projektu: 1, 2a, 212, 301, 504 folder camera

1. Katedra Informatyki Ekonomicznej p.ł.malon ilość. model/producent

Mobilny system pomiaru luminancji LMK - CCD

Instrukcja obsługi Twin1 ISR

Kamera poklatkowa 1280x1024, do 6 miesięcy pracy, Brinno TLC100

Podstawy przetwarzania obrazów retusz fotografii

Wstęp do fotografii. piątek, 15 października ggoralski.com

SINGLE-IMAGE HIGH-RESOLUTION SATELLITE DATA FOR 3D INFORMATIONEXTRACTION

Mini kamera IP Wi-Fi ukryta w ZEGARKU CYFROWYM, DETEKCJA RUCHU, 1280x720, P2P, zegarek z kamerą, CLOCK WI-FI Camera

MINIKAMERA z wbudowanym monitorem LCD 1,8", rejestrator trasy, kamera samochodowa, Quer

5.1. Światłem malowane

SZCZEGÓŁOWY OPIS PRZEDMIOTU ZAMÓWIENIA DLA CZĘŚCI V 1. Lustrzanka cyfrowa liczba sztuk: 6

Ś WIATŁ OMIERZ CYFROWY INSTRUKCJA OBSŁUGI

LEICA D-LUX 6 aparat szeroko otwarty

Światłomierz Polaris Dual 5. Pomiar światła ciągłego

Światłomierze Polaris

MAKROFOTOGRAFIA Skala odwzorowania najważniejsze pojęcie makrofotografii

ZASTOSOWANIE KAMERY NIEMETRYCZNEJ DO MODELOWANIA OBIEKTÓW MAŁEJ ARCHITEKTURY

MIKROSKOPIA OPTYCZNA AUTOFOCUS TOMASZ POŹNIAK MATEUSZ GRZONDKO

Charakterystyka danych teledetekcyjnych jako źródeł danych przestrzennych. Sławomir Królewicz

STYKOWE POMIARY GWINTÓW

Automatyczne nastawianie ostrości

FORMULARZ CENOWY A B C D E F G

Fotografia w kryminalistyce. Wykład 2

Lampa błyskowa i oświetlenie w fotografii

Adapter do mocowania FTZ Zgodne obiektywy z mocowaniem F Pl

Transkrypt:

INFRASTRUKTURA I EKOLOGIA TERENÓW WIEJSKICH INFRASTRUCTURE AND ECOLOGY OF RURAL AREAS Nr 6/2010, POLSKA AKADEMIA NAUK, Oddział w Krakowie, s. 39 48 Komisja Technicznej Infrastruktury Wsi Kalibracja aparatu cyfrowego... Bogusława Kwoczyńska, Kamil Dzięga KALIBRACJA APARATU CYFROWEGO CANON EOS 400D Z ZASTOSOWANIEM OPROGRAMOWANIA PI 3000 CALIB DIGITAL CAMERA CANON EOS 400D CALIBRATION WITH USE OF PI 3000 CALIB SOFTWARE Streszczenie Publikacja powyższa wykazuje możliwość zastosowania darmowego oprogramowania PI 3000 Calib firmy Topcon do przeprowadzenia kalibracji aparatów cyfrowych. Badania prowadzone były z wykorzystaniem aparatu cyfrowego Canon EOS 400D. Zdjęcia wykonano przy zastosowaniu obiektywów stałoogniskowych Canon 50mm f/1.4 i Sigma 20mm f/1.8. Słowa kluczowe: kamera, kalibracja, aparat cyfrowy Summary The paper above presents the possibility of application of free version of PI 3000 Calib Topcon software to perform calibration of digital cameras. Investigations were performed with use of Canon EOS 400D. Photos were made using constant focus objectives Canon 50mm f/1.4 and Sigma 20mm f/1.8. Without buying expensive specialistic camera calibration software it is possible to apply digital cameras in photogrammetric elaborations, especially in architecture objects inventarisation and their further 3D visualisation. Key words: camera, calibration, digital camera 39

Bogusława Kwoczyńska, Kamil Dzięga WSTĘP Fotografia cyfrowa prawie całkowicie zastąpiła tradycyjną fotografię opartą na związkach srebra. Do otrzymania pozytywu nie są nam już niezbędne godziny spędzone w ciemni. Obraz zapisywany jest na matrycy CCD i natychmiast ukazywany jest użytkownikowi efekt końcowy. Zdjęcie może być poddawane gruntownej obróbce cyfrowej już na etapie zapisu na matrycy. Postęp techniki sprawił, że w aparatach cyfrowych matryce charakteryzują się obecnie dużą rozdzielczością rzędu 15 milionów pikseli, a technologia cyfrowa pozwala na wykorzystanie zdjęć wykonanych kamerami niemetrycznymi dla potrzeb fotogrametrycznych. Dostępność do aparatów cyfrowych pozwoliła w tani sposób pozyskiwać dane do opracowań fotogrametrycznych. Ma to niebagatelny wpływ na koszty opracowania, jak również jego dostępność dla różnych grup odbiorców, powoduje jednak pogorszenie dokładności opracowania w stosunku do metod klasycznych. Ze względów dokładnościowych i ekonomicznych aparaty cyfrowe nie powinny być stosowane do inwentaryzacji kształtu dużych obiektów, natomiast dla obiektów małych w postaci detali architektonicznych, malowideł itp. coraz częściej są one wykorzystywane. Obecnie stosowane aparaty cyfrowe mają coraz większą rozdzielczość oraz wymiary płytek CCD. Do zalet tych aparatów należy zaliczyć również: Szybki czas dostępu do obrazu cyfrowego po jego realizacji (brak procesu negatywowego oraz skanowania jego wyników); Możliwość zapisania w pamięci aparatu wielu obrazów; Wysoka czułość płytek CCD umożliwiająca fotografowanie przy słabym oświetleniu; Wierne oddanie barw; Dobrej jakości korpusy i obiektywy sprawdzone w praktyce fotografii analogowej [Boroń 1998]. Część aparatów cyfrowych skonstruowano na bazie klasycznych aparatów fotograficznych, są to najczęściej modele oparte na dobrych lustrzankach jednoobiektywowych, takie rozwiązanie pozwala na stosowanie wymiennych obiektywów będących na wyposażeniu aparatu bazowego. Jednak większość aparatów cyfrowych to konstrukcje nowe, najczęściej typu compact, z wbudowanym na stałe obiektywem. Rolę materiału światłoczułego spełnia matryca elementów CCD lub CMOS. Z punktu widzenia fotogrametry najbardziej interesujące są aparaty o dużej rozdzielczości i powtarzalności elementów orientacji wewnętrznej. Do takich aparatów zaliczany jest między innymi wykorzystany do badań aparat Canon EOS 400D. Znaczna część pomiarów fotogrametrycznych wymaga jednak znajomości parametrów rzutowania, tak zwanych parametrów kalibracji kamery, których wyznaczenie było przedmiotem przeprowadzonych badań. 40

Kalibracja aparatu cyfrowego... CHARAKTERYSTYKA APARATU CYFROWEGO CANON EOS 400 D Canon EOS 400D to lustrzanka jednoobiektywowa (rys. 1) o matrycy typu CMOS o rozdzielczości maksymalnej 3888 x 2592, o całkowitej liczbie pikseli 10,5 mln. Rozmiar zastosowanej matrycy w opisywanym aparacie wynosi 22,2 x 14,8 mm. Rysunek 1. Cyfrowa lustrzanka jednoobiektywowa Canon EOS 400D Figure 1. Digital single-lens reflex camera Canon EOS 400D Model ten pozwala na ustawienie czułości odpowiadającej ISO 100, aż do ISO 1600, co pozwala wykonywać zdjęcia w słabych warunkach oświetleniowych przy wykorzystaniu czasów migawki rzędu 1/60. Możliwość doboru czasu wyzwolenia migawki plasuje się w przedziale 1/4000 s do 30 s. Możliwe jest także ustawienie czasu B, jednak niezbędny jest do tego wężyk spustowy lub pilot zdalnego wyzwalania, gdyż ręczne wyzwalanie migawki może powodować poruszenie aparatu, co może skutkować niewyraźnymi zdjęciami. Aparat ma wiele programów tematycznych, działających przy pełnej automatyce. Posiada także programy M, P, A, S, które są programami manualnymi przy możliwości automatycznego doboru jednego z parametrów, takiego jak przysłona, czy czas. Aparat ma wbudowaną lampę błyskową, którą można wykorzystać do doświetlenia ekspozycji, a także używać, jako lampę sterującą zewnętrznymi lampami błyskowymi serii Speedlite systemu E-TTL II. Autofokus w aparacie opiera się na pomiarze z 9 pól rozmieszczonych w kadrze, przy jednoczesnej możliwości automatycznego, jak i ręcznego wyboru pola. Zdjęcia mogą zostać zapisane w formacie JPG o rozdzielczościach 2816 x 1880 (M), 1936 x 1288 (S) oraz w coraz częściej wykorzystywanym formacie RAW. Sprzęt ten umożliwia zastosowanie kart typu Compact Flash Typ I/II, co pozwala na zastosowanie kart o pojemnościach większych niż 2 GB. Wykonane zdjęcia, jak i menu możemy kontrolować na 2, 5-calowym wyświetlaczu zainstalowanym z tyłu korpusu. 41

Bogusława Kwoczyńska, Kamil Dzięga Cechami, które bezpośrednio kwalifikują aparat do zastosowań fotogrametrycznych są: wysoka rozdzielczość, wysoka jakość dostępnych obiektywów, możliwość ręcznego nastawiania wszystkich parametrów aparatu. PARAMETRY KALIBRACJI APARATU CYFROWEGO Parametry kalibracji kamery fotogrametrycznej pozwalają na odtworzenie wiązki rzutu środkowego na podstawie zdjęć wykonywanych tą kamerą. Należą do nich: położenie środka rzutów w odniesieniu do zdjęcia, określane przez x o i y o (współrzędne punktu głównego zdjęcia) oraz c k (odległość obrazowa), które to nazywane są elementami orientacji wewnętrznej kamery, dane dotyczące błędu dystorsji obiektywu, dla kamer metrycznych współrzędne znaczków tłowych w układzie tłowym. Aparaty cyfrowe jako kamery niemetryczne nie mają znaczków tłowych odfotografowanych w płaszczyźnie obrazu, ich rolę przejmują narożniki skrajnych pikseli obrazu. Dystorsja obiektywu aparatów fotograficznych znacznie odbiega od dystorsji kamer metrycznych, a co najważniejsze nie jest zagwarantowana stałość elementów orientacji wewnętrznej takich aparatów, bowiem odległość obrazowa jest zmienna i związana z nastawieniem na ostro. Wykorzystanie aparatów cyfrowych dla celów fotogrametrycznych wymaga zatem sprawdzenia w pierwszej kolejności stabilności rejestracji obrazów cyfrowych, pod pojęciem której należy rozumieć powtarzalność geometryczną obrazów rejestrowanych nieruchomym aparatem [Kwoczyńska 2007]. 42 WYKONANIE ZDJĘĆ W celach doświadczalnych sporządzono dwie serie zdjęć. Pierwsza seria została wykonana obiektywem Canon 50mm f/1.4, druga obiektywem Sigma 20 mm f/1.8. Każdą z nich wykonano bez zmiany orientacji wewnętrzenej aparatu oraz położenia pierścienia ostrości. Zdjęcia sporządzono w trybie M (manual) co pozwoliło w całości zapanować nad ustawieniami ekspozycji, doborem czasu naświetlania oraz doborem przysłony. W programie Image Master Calib Trial wygenerowano exlusive Calibration Sheet (arkusz kalibracyjny) zawierający exlusive wzór składający się ze 145 czarnych kropek i pięciu kwadratów (rys. 2). Czarne kropki wewnątrz czterech zewnętrznych kwadratów (z wyjątkiem kwadratu środkowego) są nazywane znakami standardowymi. Na karcie mają oznaczenia 1, 2, 3, 4. Kropka we-

Kalibracja aparatu cyfrowego... wnątrz środkowego kwadratu oznaczonego 5 jest zlokalizowana na środku arkusza. Rysunek 2. Exlusive wzór Figure 2. Exlusive diagram Ze względu na małe ogniskowe używanych obiektywów (50 mm oraz 20 mm) z propozycji programu wybrano format generowanej planszy A1. Zapewniał on możliwość wypełnienia całego kadru przez akrusz kalibracyjny. Tablicę, na której przymocowano arkusz kalibracyjny umieszczono tak, aby centralny kwadrat (5) znajdował się na wysokości oczu obserwatora. Niemetryczna kamera cyfrowa została umieszczona na statywie zaopatrzonym w libelę pudełkową, na podstawie której aparat został wstępnie spoziomowany. Pierwsza seria zdjęć, na którą składały się zdjęcia: centralne, lewe, prawe, górne i dolne została wykonana przy użyciu obiektywu Canon 50mm f/1.4. Statyw wraz z aparatem został ustawiony w takiej odległości, aby karta kalibracyjna możliwie najbardziej wypełniała kadr. Miejsce ustawienia statywu zaznaczone zostało za pomocą pionu sznurkowego przywieszonego do kolumny statywu. Wysokość aparatu została tak dobrana, aby centralny kwadrat (5) na karcie kalibracyjnej znajdował się w centrum kadru, czego stwierdzenie umożliwił centralny punkt pomiaru ostrości zaznaczony na matówce aparatu. Po ustawieniu kamery została ustawiona ostrość, wówczas jej pierścień został zablokowany, co miało zapewnić niezmienność odległości obrazowej, a także jej powtarzalność. Czas ekspozycji oraz wartość przysłony zostały dobrane na podstawie wskazań 43

Bogusława Kwoczyńska, Kamil Dzięga wbudowanego światłomierza kamery, zapewniając poprawne naświetlenie ekspozycji. Śruby zaciskowe na głowicy statywu zostały zablokowane, a wyzwalanie migawki zostało nastawione na samowyzwalacz, co miało na celu wyeliminowanie drgania aparatu podczas wciskania spustu migawki. Po wykonaniu pierwszego zdjęcia centralnego, statyw wraz z aparatem został przesunięty równolegle do tablicy w lewo, a aparat obrócony o taki kąt, aby wskaźniki na karcie kalibracyjnej znajdujące się przy lewej krawędzi wypełniały pełną lewą wysokość kadru, a punkt centralny nadal znajdował się w jego centrum. Wysokość aparatu nie została zmieniona. Po zablokowaniu zacisków, nie zmieniając ustawień aparatu, zostało wykonane lewe zdjęcie. Pion zawieszony na głowicy wskazał punkt stanowiska, które zostało zamarkowane samoprzylepnym znacznikiem. Następnie ruletką została zmierzona odległość pomiędzy centralnym i lewym stanowiskiem. Odległość ta została odłożona następnie od punktu centralnego, równolegle do tablicy w prawo, wyznaczając stanowisko prawe. Po ustawieniu aparatu i dobraniu odpowiedniego kąta, takiego, aby wskaźniki na karcie kalibracyjnej znajdujące się przy prawej jej krawędzi wypełniały pełną prawą wysokość kadru, a punkt centralny znajdował się w centrum kadru, wykonano zdjęcie prawe. Wysokość aparatu została niezmieniona podobnie jak ustawienia ekspozycji. Kolejne zdjęcie górne zostało wykonane ze stanowiska pierwszego, przy zmianie wysokości aparatu, poprzez podniesienie głowicy statywu, a następnie zablokowanie jej śrubami zaciskowymi. Zostały zachowane niezbędne warunki, czyli kąt, pod jakim została odfotografowana karta kalibracyjna był taki, aby wskaźniki na karcie, znajdujące się przy górnej krawędzi, możliwie najdokładniej wypełniły górną szerokość kadru, przy punkcie centralnym znajdującym się w centrum kadru. 44 Rysunek 3. Szkic rozstawienia aparatu Figure 3. Sketch of camera placement

Kalibracja aparatu cyfrowego... Kolejne zdjęcie dolne niezbędne do kalibracji zostało wykonane także z punktu centralnego. Kolumna statywu została obniżona, a kąt tak dobrany, aby wskaźniki na karcie kalibracyjnej znajdujące się przy dolnej krawędzi, wypełniały dolną część kadru, a w jego środku znajdował się punkt centralny (5) karty kalibracyjnej. Wszystkie pięć zdjęć wykonano obiektywem 50 mm przy takich samych 16 ustawieniach ekspozycji oraz czułości matrycy ustawionej na ISO 200. Drugą serię zdjęć wykonano obiektywem Sigma 20 mm f/1,8, zachowując opisane wyżej zasady ustawienia aparatu cyfrowego. Szkic orientacyjny rozstawienia aparatu przedstawia rysunek 3. KALIBRACJA APARATU CYFROWEGO W PROGRAMIE IMAGE MASTER CALIB Oprogramowanie Image Master Calib (rys. 4) zostało stworzone w celu umożliwienia wyznaczenia danych kalibracyjnych kamer cyfrowych używanych do pomiarów. Pozwala ono na określenie siedmiu parametrów: 1. długości ogniskowej obiektywu: f, 2. dystorsji radialnej obiektywu: K1, K2, 3. dystorsji tangencjalnej obiektywu: P1, P2, 4. położenia punktu głównego sensora kamery: Xp, Yp. Rysunek 4. Interfejs programu Image Master Calib Figure 4. Interface Image Master Calib program Kalibrację dokonuje się metodą półautomatyczną oraz automatyczną. Kryterium, które musi zostać spełnione, aby wskaźnik kalibracji wskazał Camera Calibration succeeded jest następujące: odchyłki standardowe dla wartości współrzędnych tłowych dla wszystkich mierzonych punktów nie mogą być większe niż jeden piksel. Program po wczytaniu zdjęć odczytuje ich Exif-y skąd pobierane są informacje o wykorzystanym obiektywie. Wymaga on jednak potwierdzenia przez użytkownika poprawności odczytanych informacji. Następnym krokiem jest wybór metody kalibracji kamery. Po jej wskazaniu przystępuje się do wyznaczania środków punktów sygnalizacyjnych. Program wyświetla w kolejności każde zdjęcie zamieszczone w projekcie. 45

Bogusława Kwoczyńska, Kamil Dzięga Koniecznym jest postawienie krzyży kolejno na znaczkach standardowych w kolejności 1, 2, 3, 4. Warunkiem niezbędnym do poprawnie przeprowadzonej kalibracji jest umieszczenie krzyża możliwie najdokładniej w centrze znaczka. Po każdym zlokalizowaniu i osadzeniu krzyża program wyświetla informacje o jego współrzędnych, a także pokazuje usytuowanie punktu, wymagając potwierdzenia wyświetlonych danych. Po zaznaczeniu czterech wymaganych punktów, program przetwarza dane i pokazuje lokalizację pozostałych znaczków. Po analizie wszystkich pięciu zdjęć znajdujących się w projekcie, program przystępuje do ponownego sprawdzenia osadzonych krzyży i rozpoczyna automatyczne obliczenia. Po ich zakończeniu zostaje wyświetlony komunikat (rys. 5). Rysunek 5. Informacja o zakończeniu kalibracji Figure 5. Information concerning calibration ending Wyznaczone parametry kalibracji dla obiektywu Canon 50mm f/1.4 zostały wyświetlone w postaci przedstawionej na rysunku 6. Dla obiektywu Sigma 20 mm f/1.8 uzyskano następujące parametry kalibacji: Długość ogniskowej obiektywu 19.992656 [mm]; Radialna dystorsja obiektywu: K1: 0.0002519469 K2: -4.685576e-007; Tangencjalna dystorsja obiektywu: P1: 2.153564e-005 P2: -1.562909e-005; 46

Kalibracja aparatu cyfrowego... Położenie punktu głównego sensora kamery: Xp: 10.782806 [mm] Yp: 7.067184 [mm]. Wartości te uznano za ostateczne. Rysunek 6. Karta wynikowa dla obiektywu Canon 50mm f/1.4 Figure 6. Card of results for Canon 50mm f/1.4 objective PODSUMOWANIE Wykorzystanie aparatów cyfrowych w opracowaniach fotogrametrycznych staje się coraz bardziej powszechne. Przyczynia się do tego między innymi możliwość zastosowania darmowych wersji oprogramowań umożliwiających wyznaczenie elementów orientacji wewnętrznej kamer niemetrycznych. Do takich z powodzeniem można zaliczyć oprogramowanie firmy Aerosys Consulting, a także Image Master Calib firmy Topcon. Pomijając zakup kosztownego specjalistycznego oprogramowania, do kalibracji kamer można stosować aparaty 47

Bogusława Kwoczyńska, Kamil Dzięga cyfrowe w opracowaniach fotogrametrycznych, szczególnie w inwentaryzacji obiektów architektonicznych i dalej ich wizualizacji 3D. BIBLIOGRAFIA Boroń A. Przydatność aparatu cyfrowego Minolta RD 175 w fotogrametrycznych opracowaniach cyfrowych. Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, 1998, Vol. 8. Kwoczyńska B. Applibation of aerosys software to calibration of digital camera Canon EOS 300D. Wydawnictwo Narodowego Uniwersytetu Politechniki Lwowskiej Miżwidomczij Naukowo-Technicznij zyrnik: Geodezija, Kartografija i Aerofotoznimanija Lwów 2007. Dr inż. Bogusława Kwoczyńska Katedra Geodezji Rolnej, Katastru i Fotogrametrii Uniwersytet Rolniczy w Krakowie ul. Balicka 253a Tel. 12 662 45 05, 12 662 45 03 rmkwoczy@cyf-kr.edu.pl Recenzent: Prof. dr hab. Zbigniew Piasek 48