Kameramodelle und Kalibrierung

Zur messtechnischen Verwendung einer Kamera (optischer Sensor) ist die genaue Kenntnis des zugrunde liegenden Kameramodells erforderlich. Für den praktischen Einsatz ist eine exakte Schätzung der entsprechenden Modellparameter und weiterführend eine ressourcenschonende Umsetzung auf Embedded Systemen notwendig.

Die Professur DST beschäftigt sich mit der Mathematik verschiedenartiger Kameramodelle (z.B. perspektivische, zylindrische, omnidirektionale Projektion) und den entsprechenden Kalibrierverfahren, wie in Abbildung 1 am Beispiel einer omnidirektionalen Meeting-Kamera gezeigt.

Abb 1: Meeting Camera - Eine omnidirektionale Ansicht wird zu einem Panorama umgewandelt, welche von einer Gesichteserkennung ausgewertet wird. Die detektierten Gesichter werden als perspektivische Projektion dargestellt

Besonders die Omnidirektionalen Kameras haben in jüngerer Zeit u.a. in der Automotive Industrie stark an Bedeutung gewonnen. Ihr sehr großer Erfassungsbereich (Blickwinkel = 180°) macht sie auch attraktiv für den Überwachungsbereich. Ein einziger Sensor ermöglicht die vollständige Überwachung eines Raumes. Für die Verwendung bestimmter Algorithmen der Bildverarbeitung als auch zur Aufbereitung für den Menschen ist eine partielle Entzerrung bzw. ein partieller Wechsel des Kameramdells notwendig. Diese Methodik, auch als ePTZ (electronic Pan Tilt Zoom) Kamera bekannt, wird von der DST in Form leistungsfähiger Algorithmen weiterentwickelt. Abbildung 2 gibt einen Eindruck von der Erzeugung virtueller perspektivischer Ansichten aus einer omnidirektionalen Projektion.