低價立體攝影機的參數校正

Abstract

本論文重點在於實作低價攝影機的相機參數校正和三角定位，並探討其用於實際定位時誤差的估量，在實作的部分利用一市售之低價3D WEBCAM作為取像的來源，並且拍攝特徵的標記點，前端取像的流程會根據流程執行的平台不同而有所差異，在Windows下使用OpenCV來輔助兩個webcam一起作取像的動作，在Linux下則使用系統所提供的V4L2 API來撰寫兩個webcam取像的程序，取得的圖片作為相機校正流程的來源圖片，經影像處理計算出校正用特徵點於來源圖片中的像素座標，經過相機校正的程序之後可以算出該相機的內外部參數，得知世界座標系與相機座標系的轉換關係，再利用影像處理計算特徵點在左右兩張圖像中的位置，可藉由這些資訊利用三角定位計算出物體在世界座標系空間中的位置，再將我們定位出來在世界座標系中的座標點，和已知的座標點位置的特性去作比較來衡量誤差，並於不同的實驗變因下作測試，最後根據使用者實際操作虛擬介面時的可能情境，設計合理的虛擬立體物件以及場景，並且架設相機於可以捕捉使用者操作介面之位置，並進行座標定位的誤差測試。

In this study, we research in the low-cost camera calibration and triangulation for virtual user interface, then doing some experiment for testing the inaccuracy. We use the low-cost 3D webcam for capturing the pictures, and capture the feature points for camera calibration. We take the pictures by calling OpenCV library under Windows XP and V4L2 library under Linux. We calculate the camera parameter by the camera calibration process, and then we calculate the feature point's coordinate in world coordinate system by triangulation. We design some experiment to measure the inaccuracy in the system. According to the result of experiment, we try to design the virtual 3D object and scene and detecting the fingertip collision. After all, we implement the prototype of virtual user interface.