6. Phương pháp nghiên cứu
2.4.1. Phương pháp hiệu chuẩn camera
Hiệu chuẩn camera đóng vai trò quan trọng trong các lĩnh vực đo lường quang học và quan sát máy. Các phương pháp hiệu chuẩn đã được nghiên cứu nhằm mục đích xác định các thông số kỹ thuật và vị trí của camera trong hệ thống chụp ảnh. Một số phương pháp được sử dụng phổ biến đem lại độ chính xác hiệu chuẩn cao như: phương pháp Tsai, phương pháp Zhangs.... Trong phương pháp Tsai [96], máy ảnh chụp đối tượng 3D đã biết các kích thước và tọa độ, đối tượng là hai hoặc ba mặt phẳng vuông góc với nhau. Phương pháp này đòi hỏi dụng cụ hiệu chuẩn phải sắp xếp, bố trí như hình 2.17. Đây là phương pháp hiệu chỉnh cho độ chính xác cao nhất, tuy nhiên cần sắp xếp bố trí các mặt phẳng có độ chính xác góc cao.
Phương pháp này gồm bốn bước:
Bước 1: Tìm tọa độ các góc ô vuông trên ảnh chụp.
Bước 2: Tính ma trận chiếu toàn phần P của máy ảnh bằng phương pháp bình phương tối thiểu.
Bước 3: Phân ly ma trận P để tìm ma trận nội và ngoại tham số.
Bước 4: Tinh chỉnh ma trận nội và ngoại tham số bằng phương pháp tối ưu phi tuyến. Phương pháp Zhangs: Hiệu chỉnh camera dùng vật thể 2D dùng mặt phẳng bàn cờ [134]. Khác với phương pháp của Tsai, phương pháp của Zhangs chỉ dùng một mặt phẳng ô vuông bàn cờ, tuy nhiên để tìm được các tham số của camera thì ít nhất phải chụp 3 hình ảnh ở 3 góc độ khác nhau. Vì chỉ cần một mặt phẳng để hiệu chỉnh nên phương pháp này đơn giản dễ thực hiện và cho độ chính xác tương đối cao. Các bước để thực hiện phương pháp này cũng tương tự phương pháp của Tsai.
Ngoài ra, còn có thể hiệu chỉnh camera dùng vật thể 1D. Máy ảnh chụp các vị trí của đối tượng xoay quanh một điểm cố định. Phương pháp này có ưu điểm là có thể hiệu chỉnh được nhiều máy camera cùng một lúc (network camera).
Để đơn giản hóa phương pháp hiệu chuẩn camera mà vẫn đảm bảo độ chính xác yêu cầu. Luận án sử dụng phương pháp Zhangs với các ô vuông bàn cờ được in trên bảng trắng có kích thước 15x15 mm.