Calibrazione con Photomodeler 5.2.3

[bar84dan]

Salve,
Sono uno studente dell'Università degli Studi di Ferrara, dipartimento di Ingegneria, sto preparando una tesi di laurea in cui verrà calibrato l'obiettivo di una camera digitale reflex (Nikon D70) e sto utilizzando Photomodeler nella versione trial per 15 giorni per esercitarmi nella procedura di calibrazione, utilizzando uno zoom in attesa dell'acquisto di un obiettivo a focale fissa.
 
Avevo una serie di domande da farvi in merito al progetto di calibrazione proposto dal software, poichè ho riscontrato alcuni problemi nei report finali, in particolare riguardanti la correlazione tra i parametri di calibrazione e i residui elevati di alcuni punti (residui maggiori di 1,00 pixel).
 
- In primo luogo premetto che fino ad ora ho lavorato con una griglia stampata su un foglio A4, per poter lavorare su un tavolo di ufficio visto che sto ancora esercitandomi, ma in futuro adotterò dimensioni maggiori. Pertanto vorrei sapere se, per vostra esperienza, i problemi nella calibrazione diminuiscono se si adotta una griglia di dimensioni elevate (fino ad un metro di lato).
 
- Come seconda premessa ripeto che sto utilizzando un obiettivo zoom, effettuando la maggior parte delle prove con la focale a 35 mm (equivalente a 52,5mm poichè il sensore è più piccolo): trattandosi comunque di un grandangolo vi chiedo se è più probabile che vi siano problemi come quelli che ho accennato prima e che poi descriverò bene, e se con un obiettivo a focale fissa i risultati della calibrazione possono essere migliori rispetto allo zoom.
 
- Riguardo alla procedura di acquisizione delle foto, dovendone acquisire 8 come consigliato dalla guida, è proprio necessario che nelle prime due posizioni la camera sia ruotata in senso orario e nelle successive in senso antiorario? (con il treppiede che abbiamo in laboratorio riesco solo a ruotare in senso antiorario, a meno che non si sviti la camera dal supporto e la si riavviti ruotata di 180°).
Nelle fotografie con la camera ruotata si deve semplicemente fare la foto in modo che la griglia occupi tutto il fotogramma (in larghezza), oppure si deve spostare la stazione in modo tale che la posizione dell'asse ottico dell'obiettivo coincida il più possibile con la posizione a camera non ruotata?
 
- Dai primi tentativi di calibrazione ho ottenuto spesso il seguente problema di correlazione, descritto all'interno del report:
 
Problems and Suggestions (1)
   Project Problems (0)
   Problems related to most recent processing (1)
      One or more of the camera parameter deviations has a high correlation: ((Yp - P2:94.7%)(P2 - Yp:94.7%))
         A very high correlation (esp. anything over 95%) between two camera parameters during calibration means that neither parameter will have solved well. The high correlation may be due to camera positioning or the type of lens. Try to rerun the calibration after disabling one of the correlating parameters (disable lens distortion parameters first) in the Calibration Options dialog. If this does not solve the problem try retaking the photographs.
 
Spesso sono i parametri P1 e P2 ad essere correlati agli altri, siccome nel lavoro che farò non servirà conoscere la distorsione da decentramento, ho pensato di disabilitare il calcolo di P1 e P2 nello stage 2 modificando le opzioni di calibrazione.
Non so se è lecito quello che ho fatto, ma mi pare che fosse anche suggerito dal file di aiuto.
 
- Per quanto riguarda l'errore totale in scala logaritmica, ho letto che è bene che il suo valore rimanga al di sotto di 1, e spesso mi è capitato, salvo in tutte le prove che ho fatto senza treppiede ma con la camera in mano, in queste ho sempre ottenuto valori finali tra 1,3 e 1,8 e spero che il problema sia proprio l'instabilità dell'appoggio e della posizione. Tuttavia vorrei sapere se è normale che i primi valori di errore siano alti: tra 13 e 20 inizialmente e attorno a 3 dopo lo stage 1.
 
- Nel tutorial della calibrazione si parla di "marking residual display" che però non ho notato nel menu "marking", forse la sua assenza è dovuta al fatto che la versione che ho è solo la demo.. tuttavia ho letto nella guida (sperando di aver tradotto bene) che con una buona calibrazione il residuo maggiore dovrebbe essere inferiore a 1,00 pixel.
Spesso invece ottengo questo messaggio nel report:
 
Problems and Suggestions (1)
   Project Problems (1)
      Problem: A large percentage of your points are sub-pixel marked so it is assumed you are striving for a high accuracy result. The largest residual (Point5 - 1.741341) is greater than 1.00 pixels.
         Suggestion: In high accuracy projects, strive to get all point residuals under 1.00 pixels. If you have just a few high residual points, study them on each photo to ensure they are marked and referenced correctly. If many of your points have high residuals then make sure the camera stations are solving correctly. Ensure that you are using the best calibrated camera possible. Remove points that have been manually marked unless you need them.
   Problems related to most recent processing (0)
 
Se non ho capito male il significato di residuo è la "distanza" tra la posizione reale di ogni punto della griglia fotografato, rispetto alla posizione ideale.. mi chiedo se questa distanza viene misurata in pixel...poichè in una foto di 6 megapixel (3008x2000) un errore anche poco superiore a 1 pixel non mi sembra grave.. immagino che il problema sia più complesso e vi chiedo se c'è un modo per risolverlo, eventualmente aumentando la tolleranza per l'errore.
In ogni caso anche se il report segnala il problema, fornisce anche i parametri di calibrazione, quindi vorrei sapere se sono comunque attendibili nonostante il messaggio.
 
Tuttavia avevo pensato a due modi un po' drastici di risolvere il problema:
- eliminando la foto con il residuo alto e rieseguendo la calibrazione;
- eliminando il marchio sul punto con il residuo più alto e ripetendo la calibrazione disabilitando la prima fase di automarking.
Ovviamente la situazione si complica se ci sono molti punti con questo problema e su foto diverse, comunque i parametri di calibrazione che ottengo dopo uno dei due accorgimenti sono diversi rispetto ai parametri ottenuti inizialmente, dalla prima o seconda cifra decimale (per i parametri in millimetri) quindi non so quali valori utilizzare.
 
Sono consapevole del grosso disturbo che vi ho creato, attendo senza troppa fretta una risposta a questi quesiti.

[Tristan]

- In primo luogo premetto che fino ad ora ho lavorato con una griglia stampata su un foglio A4, per poter lavorare su un tavolo di ufficio visto che sto ancora esercitandomi, ma in futuro adotterò dimensioni maggiori. Pertanto vorrei sapere se, per vostra esperienza, i problemi nella calibrazione diminuiscono se si adotta una griglia di dimensioni elevate (fino ad un metro di lato).

Da qualche parte sul manuale viene detto che la griglia dovrebbe avere dimensioni simili all'oggetto del rilievo (facciata di un edificio 20mX20m > griglia 20mX20m) ma è difficilmente realizzabile...

- Come seconda premessa ripeto che sto utilizzando un obiettivo zoom, effettuando la maggior parte delle prove con la focale a 35 mm (equivalente a 52,5mm poichè il sensore è più piccolo): trattandosi comunque di un grandangolo vi chiedo se è più probabile che vi siano problemi come quelli che ho accennato prima e che poi descriverò bene, e se con un obiettivo a focale fissa i risultati della calibrazione possono essere migliori rispetto allo zoom.

Non fa differenza a meno che tu non modifichi la focale tra una presa e l'altra! (52mm non è un grandangolo...)

- Nelle fotografie con la camera ruotata si deve semplicemente fare la foto in modo che la griglia occupi tutto il fotogramma (in larghezza), oppure si deve spostare la stazione in modo tale che la posizione dell'asse ottico dell'obiettivo coincida il più possibile con la posizione a camera non ruotata?

Non è necessaria tutta questa rigidità; la prima soluzione dovrebbe andare benone

- Per quanto riguarda l'errore totale in scala logaritmica, ho letto che è bene che il suo valore rimanga al di sotto di 1, e spesso mi è capitato, salvo in tutte le prove che ho fatto senza treppiede ma con la camera in mano, in queste ho sempre ottenuto valori finali tra 1,3 e 1,8 e spero che il problema sia proprio l'instabilità dell'appoggio e della posizione. Tuttavia vorrei sapere se è normale che i primi valori di errore siano alti: tra 13 e 20 inizialmente e attorno a 3 dopo lo stage 1.

No, non è normale; almeno...a me non sono mai capitati valori così elevati

- Nel tutorial della calibrazione si parla di "marking residual display" che però non ho notato nel menu "marking", forse la sua assenza è dovuta al fatto che la versione che ho è solo la demo.. tuttavia ho letto nella guida (sperando di aver tradotto bene) che con una buona calibrazione il residuo maggiore dovrebbe essere inferiore a 1,00 pixel.

Il marking residual display è stato spostato...lo trovi nel marked visibility tab (se non ricordo male)