遠端操控攝影機內方位與外方位參數率定之方法

以作者查詢圖書館館藏

、以作者查詢臺灣博碩士

、以作者查詢全國書目

、勘誤回報

、線上人數：53

、訪客IP：3.144.123.172

姓名

楊素容(Su-jung Yang) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

遠端操控攝影機內方位與外方位參數率定之方法
(Calibration of Interior and Exterior Orientation Parameters for a PTZ Camera)

相關論文

★ 多時期衛星影像之自動化監督性分類	★ 大範圍地區土地使用分類之研究
★ 高解析力衛星影像控制點座標之自動化萃取	★ 影像最佳類別數目之研究
★ 遙控直昇機應用於工程管理監測可行性之研究	★ 以地理資訊系統輔助共同管道之最適設計
★ 有理函數應用於空載多光譜影像幾何校正之研究	★ SPOT自然色影像產生之研究
★ 結合影像區塊及知識庫分類之研究-以IKONOS衛星影像為例	★ 遙控飛機空載視訊影像自動化鑲嵌方法之研究
★ 影像分割技術於高解析衛星影像分類之應用	★ 小波多層次解析之影像融合應用
★ 線性複合模式應用於變遷偵測之研究	★ 改良式變異向量分析法於變遷偵測之探討
★ 區塊分割變遷偵測法於多時期衛星影像之應用	★ 資料挖掘技術應用於外來入侵植物研究 (以恆春地區銀合歡為例)

檔案

[Endnote RIS 格式]

[Bibtex 格式]

[相關文章]

[文章引用]

[完整記錄]

[館藏目錄]

[檢視]

[下載]

本電子論文使用權限為同意立即開放。
已達開放權限電子全文僅授權使用者為學術研究之目的，進行個人非營利性質之檢索、閱讀、列印。
請遵守中華民國著作權法之相關規定，切勿任意重製、散佈、改作、轉貼、播送，以免觸法。

摘要(中)

由於遠端操控攝影機具有水平旋轉、傾斜、放大/縮小(Pan/Tilt/Zoom)的功能而被廣泛的應用。為了使遠端操控攝影機能更精確的進行監測與量測等應用，本研究提出一種率定遠端操控攝影機內方位與外方位參數的方法。本研究之率定分為兩部分：(1)由於遠端操控攝影機有縮放刻度(Zoom)的功能，考慮遠端操控攝影機在進行放大/縮小的功能時，其內方位參數也會跟著改變，因此在不同縮放刻度下率定遠端操控攝影機的內方位參數，在此內方位參數包括透鏡畸變差與像主點位置。爾後利用不同刻度下內方位參數率定的成果建立縮放刻度與內方位參數的關係式；(2)本研究考慮使用者是無法得知遠端操控攝影機內部幾何構造的詳細配置情形，不假設遠端操控攝影機內部的幾何構造，以兩旋轉軸(Pan/Tilt)當作變數，在不同旋轉角度改變下率定遠端操控攝影機的外方位參數(姿態與位置參數)，進而建立外方位參數與各個旋轉角度間的關係。由於遠端操控攝影機多使用於室外的大範圍追蹤與監視等應用，因此本研究利用一坐標轉換的方法，將率定結果轉換至室外系統，以便於往後的應用。結果顯示本研究之率定方法能增進遠端操控攝影機在量測上的應用。

摘要(英)

In recent years, PTZ (Pan/Tilt/Zoom) camera is a promising surveillance system because it has much larger view by pan and tilt rotation and can see more detail of object and large area by zoom actions. In order to improve the geometric accuracy of PTZ camera in this promising surveillance system, we should calibrate the camera.
In this study, we develop a procedure based on the well-known collinearity equations. There are two major steps involved in the calibration procedures: (1) Because the interior orientation parameters will vary with the movement of the zoom, this invention develops a polynomial function to calibrate the interior orientation parameters at different zoom scales. (2) Because the geometric structure on the inside of PTZ camera is usually an unknown to the users, the exterior orientation parameters will be influenced by the unknown structure. This study develops a series of variations of pan and tilt actions to calibrate the influence on the exterior orientation parameters. The
calibration results of IOP and EOP are used in outdoor through a transformation between the outdoor system and digitizer. The EOP surface can apply to the outdoor system. The calibration results indicate that the geometric
accuracy of PTZ camera can be improved after calibrating both interior and exterior orientation parameters.

關鍵字(中)

★ 外方位參數
★ 率定
★ 內方位參數
★ 遠端操控攝影機

關鍵字(英)

★ Exterior Orientation Parameters
★ Interior Orientation Parameters
★ Calibration
★ PTZ camera

論文目次

第一章前言 ....................................................................................................... 1
1.1 研究背景及目的 ................................................................................... 1
1.2 文獻回顧 ............................................................................................... 2
1.2.1. 內方位參數 ............................................................................... 2
1.2.2. 外方位參數 ............................................................................... 3
1.3 研究內容與論文架構 ........................................................................... 6
第二章實驗資料 ............................................................................................. 10
2.1 遠端操控攝影機 ............................................................................. 10
2.2 點圖板(率定坐標系統) .................................................................. 11
2.3 正射化航照影像(室外坐標系統) .................................................. 13
第三章研究方法 ............................................................................................. 15
3.1 自動辨識像點系統 ......................................................................... 15
31.1 自動化辨識像點編號 ............................................................. 17
31.2 自動化辨識像點位置 ............................................................. 21
31.3 影像扭曲之糾正 ..................................................................... 23
3.2 內方位參數率定 ............................................................................. 24
3.2.1 率定不同縮放刻度的內方位參數 ......................................... 25
IV
3.2.2 建立縮放刻度與內方位參數的關係式 ................................. 27
3.3 外方位參數率定 ............................................................................. 27
3.3.1 率定不同旋轉角度下的外方位參數 ..................................... 28
3.3.2 建立旋轉角度與外方位參數所組成的曲面......................... 29
3.4 七參數坐標轉換 ............................................................................. 30
第四章實驗成果與分析 ................................................................................. 35
4.1 自動辨識系統之成果 ............................................................. 35
4.2 內方位率定成果 ..................................................................... 42
4.3 外方位率定成果 ..................................................................... 49
4.4 七參數坐標轉換成果 ............................................................. 58
4.4.1 定量測試 ................................................................................. 61
4.4.2 定性測試 ................................................................................. 69
第五章結論與建議 ......................................................................................... 72
5.1 結論 ......................................................................................... 72
5.2 建議 ......................................................................................... 75

參考文獻

[1]. 何維信，1995。航空攝影測量學，國立編譯館主編，大中國圖書公司，
台北。
[2]. 何維信，1988。「數位攝影機之率定問題」，行政院國家科會委員會專
題研究計畫成果報告。
[3]. 陳志銘，2004。「利用環場及PTZ 攝影機建構室內環境監控系統作臉
部辨識」，碩士論文，中央大學資訊工程研究所。
[4]. 劉虹妤、曾義星、王聖鐸，2001。「數位相機檢定之自動化」，航測及
遙測學刊，第六卷，第三期，23-35。
[5]. 賴丙全，2007。「利用多攝影機進行移動物三維定位及追蹤」，碩士論
文，中央大學土木工程研究所。
[6]. Barreto, J. P., P. Peixoto, J. Batista, and H. Araujo, 1999. Tracking multiple
objects in 3D, Proceedings of IEEE/RSJ International Conference on
Intelligent Robots and Systems (IROS'99).
[7]. Bas, E. K. and J. D. Crisman, 1997. An easy to install camera calibration for
traffic monitoring, in Proc. IEEE Conf. on Intelligent Transportation
Systems, pp. 362-366.
77
[8]. Basu, A. and K. Ravi, 1997. Active camera calibration using pan, tilt and
roll, IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics, Part B
(Cybernetics), vol. 27, pp. 559-66.
[9]. Black, J. and T. Ellis., 2006. Multi Camera Image Tracking, Image and
Vision Computing, Vol. 24, pp. 1256-1267.
[10]. Chen, I.-H. and S.-J. Wang, 2007. An Efficient Approach for the
Calibration of Multiple PTZ Cameras, IEEE Transactions on Automation
Science and Engineering, Vol. 4, No. 2, pp.1816-1825.
[11]. Collins R. T. and Y. Tsin, 1999, Calibration of an outdoor active
camera system, Proceedings of IEEE Computer Society Conference on
Computer Vision and Pattern Recognition.
[12]. Davis, J. and X. Chen, 2003. Calibrating pan-tilt cameras in wide-area
surveillance networks, Proceedings of the Ninth IEEE International
Conference on Computer Vision.
[13]. Fraser, C. S.,1982. On the Use of Nonmetric Cameras in Analytical
Close-Range Photogrammetry, Candian Surveyor, Vol.36. No. 11,
pp.1757-1766.
[14]. Fry, S., M. Bichsel, P. Muller, and D. Robert, 2000. Tracking of flying
insects using pan-tilt cameras, Journal of Neuroscience Methods, vol. 101,
pp. 59-67.
78
[15]. Fryer, J. G. and D. C. Brown, 1986, Lens Distortion for Cloce-Rang
Photogrammetry, Photogrammetric Engineering and Remoted Sensing, Vol.
52, No. 1,pp.51-58.
[16]. Huttunen, S. and J. Heikkila, 2006. An Active Head Tracking System
for Distance Education and Videoconferencing Applications, Proceedings of
the IEEE International Conference on Video and Signal Based Surveillance.
[17]. Lei, B., and L. Q. Xu, 2006. Real-Time Outdoor Video Surveillance
with Robust Foreground Extraction and Object Tracking via Multi-State
Transition Management, Pattern Recognition Letters ,27 (15) :1816-1825.
[18]. Sinha, S.N. and M. Pollefeys, 2006. Pan–tilt–zoom camera calibration
and high-resolution mosaic generation, Computer Vision and Image
Understanding Vol. 103(3), pp. 170–183.
[19]. Wolf, P. R. and B. A. Dewitt, 2000. Elements of Photogrammetry: with
Applications in GIS, 3nd. McGraw-hill.
[20]. Wolf, P. R. and C. D. Ghilani, 1997. Adjustment Computations:
Statistics and Least Squares in Surveying and GIS, 3nd. John Wiley & Sons,
New York.
[21]. Woo, D. C. and D. W. Capson, 2000. 3D visual tracking using a
network of low-cost pan/tilt cameras, Proceedings of Canadian Conference
on Electrical and Computer Engineering Conference.
79
[22]. Zhang , Z., 2004. Camera calibration with one-dimensional objects,
IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intell. Vol. 26, No. 7, pp. 892–899.

指導教授

陳繼藩(Chi-farn Chen)

審核日期

2009-7-17

推文