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Recalibration d'un système de stéréovision dans le temps

Participants : Zhengyou Zhang, Veit Schenk

Mots-clés : reconstruction 3D, analyse du mouvement, stéréovision

Durant l'exécution d'une tâche visuelle, la calibration des caméras peut ne plus être valide. Ceci est dû aux changements accidentels, comme les variations thermiques et les vibrations mécaniques, ou aux changements intentionnels comme les variations de zoom et de foyer. Il est donc indispensable de maintenir la calibration d'un système de stéréovision dans le temps. Dans le contrat CALVIN avec l'ESA [44], nous avons développé une technique qui permet de recalibrer dynamiquement le système de stéréovision, préalablement calibré, en utilisant uniquement les informations provenant de l'environnement et non des objets de référence comme une mire. L'idée est de maintenir la structure de l'environnement reconstruite dans le temps, qui est utilisée comme la référence pour la calibration. L'incertitude dans les paramètres de calibration, dans la structure reconstruite et dans les points extraits des images est prise en compte de manière systématique.

Un exemple est montré en figure 7. La paire d'images stéréo en haut est prise à l'instant , et calibrée par une technique classique avec une mire bi-plan. La paire d'images stéréo en bas est prise à l'instant . Entre les deux instants, le système stéréo a effectué une translation en avant et une petite rotation vers la droite et, en même temps, nous avons diminué le zoom pour garder les objets de la scène à peu près de la même taille.

  
Figure: Deux paires d'images prises à deux instants différents : la paire en haut est calibrée, et celle en bas, non.

Les résultats sont récapitulés dans le tableau 2. En effet, en comparaison, nous avons aussi calibré les deux images à l'instant avec la technique classique avec une mire bi-plan. Dans le tableau, les paramètres (pour i=1,2,3,4) sont obtenus avec la technique de calibration classique. Les indices 1 et 2 sont utilisés pour la paire d'images à et les indices 3 et 4, à . Les paramètres et sont obtenus avec notre nouvelle technique. Nous remarquons que les valeurs de et à sont effectivement plus petites qu'à l'instant . Une autre chose intéressante à savoir est que les paires d'images stéréo ont été prises par la même caméra déplacée, donc elles devront avoir les mêmes paramètres intrinsèques. Or, la technique classique donne des valeurs assez différentes entre les paramètres intrinsèques de et ceux de , mais la nouvelle technique donne des valeurs très cohérentes.

  
Table: Résultats de la recalibration d'un système de stéréovision dans le temps : comparaison entre la calibration classique ( , pour i=1,2,3,4) et la recalibration ( et )

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