Calibration of Low Cost Digital Camera Using Data From Simultaneous Lidar and Photogrammetric Surveys

Abstract

Digital photogrammetric products from the integration of imagery and lidar datasets are a reality nowadays. When the imagery and lidar surveys are performed together and the camera is connected to the lidar system, a direct georeferencing can be applied to compute the exterior orientation parameters of the images. Direct georeferencing of the images requires accurate interior orientation parameters to perform photogrammetric application. Camera calibration is a procedure applied to compute the interior orientation parameters (IOPs). Calibration researches have established that to obtain accurate IOPs, the calibration must be performed with same or equal condition that the photogrammetric survey is done. This paper shows the methodology and experiments results from in situ self-calibration using a simultaneous images block and lidar dataset. The calibration results are analyzed and discussed. To perform this research a test field was fixed in an urban area. A set of signalized points was implanted on the test field to use as the check points or control points. The photogrammetric images and lidar dataset of the test field were taken simultaneously. Four strips of flight were used to obtain a cross layout. The strips were taken with opposite directions of flight (W-E, E-W, N-S and S-N). The Kodak DSC Pro SLR/c digital camera was connected to the lidar system. The coordinates of the exposition station were computed from the lidar trajectory. Different layouts of vertical control points were used in the calibration experiments. The experiments use vertical coordinates from precise differential GPS survey or computed by an interpolation procedure using the lidar dataset. The positions of the exposition stations are used as control points in the calibration procedure to eliminate the linear dependency of the group of interior and exterior orientation parameters. This linear dependency happens, in the calibration procedure, when the vertical images and flat test field are used. The mathematic correlation of the interior and exterior orientation parameters are analyzed and discussed. The accuracies of the calibration experiments are, as well, analyzed and discussed.

Controle De Qualidade Posicional Em Dados Espaciais Utilizando Feições Lineares

“…Apesar dos inúmeros estudos e métodos relacionados à calibração de câmaras, o desenvolvimento digital incentivou novas pesquisas no assunto, sendo um ponto de discussão na comunidade científica, enfatizando-se a importância da calibração para aumentar a exatidão dos processos (Mitishita e Olivas, 2001; Telles e Tommaselli, 2005;Bazan et al, 2009;Debiasi et al, 2012;Mitishita et al, 2012). Uma tendência é o desenvolvimento de programas que propiciam a calibração automática de câmaras, direcionada principalmente ao usuário não especialista.…”

“…Comparando os dois experimentos, a REMQ varia 1,5% em X e 5% em Y, enquanto em Z a diferença entre os campos 3D e 2D é de 12%. O aumento das discrepâncias em Z é esperado, pois, o campo 2D não apresenta variação da componente Z, o que dificulta a redução de dependência linear da coordenada Z do C. P. com a distância focal (Merchant, 1979;Andrade, 1981;Côrtez, 2010;Debiase, 2012).…”

Análise Comparativa Dos Resultados Obtidos Pelos Métodos De Calibração De Campo Tridimensional E Bidimensional

“…O método de câmaras convergentes consiste na tomada de fotografias convergentes, com no mínimo uma imagem, com rotação em torno do eixo z, com kappa variando entre 0°, -90°, 90° e 180°, visando solucionar os problemas de dependência linear entre alguns parâmetros, o que dificulta a determinação dos efeitos individuais de cada um (Andrade, 1998). Apesar dos inúmeros estudos e métodos relacionados à calibração de câmaras, o desenvolvimento digital incentivou novas pesquisas no assunto, sendo um ponto de discussão na comunidade científica, enfatizando-se a importância da calibração para aumentar a exatidão dos processos (Mitishita e Olivas, 2001;Telles e Tommaselli, 2005;Bazan et al, 2009;Debiasi et al, 2012;Mitishita et al, 2012). Uma tendência é o desenvolvimento de programas que propiciam a calibração automática de câmaras, direcionada principalmente ao usuário não especialista.…”

“…Por outro lado, a REMQ é maior nas coordenadas fora deste plano (out-of-plane) quando comparada à REMQ das coordenadas in-plane, em todas as componentes, mas a maior REMQ das discrepâncias está na componente Z. Comparando os dois experimentos, a REMQ varia 1,5% em X e 5% em Y, enquanto em Z a diferença entre os campos 3D e 2D é de 12%. O aumento das discrepâncias em Z é esperado, pois, o campo 2D não apresenta variação da componente Z, o que dificulta a redução de dependência linear da coordenada Z do C. P. com a distância focal (Merchant, 1979;Andrade, 1981;Côrtez, 2010;Debiase, 2012). A análise das discrepâncias das coordenadas em Z é interessante, pois reflete o impacto da determinação da distância focal, com o campo 3D e com o campo 2D.…”

Sistema De Reconhecimento E Medida Semiautomatica De Alvos Em Campo De Calibração De Câmaras

“…As câmaras disponíveis no mercado, ou "off-the-shelf", têm sido constantemente utilizadas em aplicações fotogramétricas devido a seu baixo custo e avanços com relação à resolução do sensor. No entanto, os parâmetros de orientação interna deste tipo de câmara não são conhecidos, o que torna necessária sua calibração (MITISHITA et al, 2012). O processo de calibrar uma câmara estabelece os parâmetros mencionados, que são: as coordenadas do ponto principal, a distância focal, as distorções radial e descentrada e coefi cientes de afi nidade.…”