Comment le champ de vision change-t-il l'estimation de la profondeur en vision stéréoscopique?

Question

J'essaie d'estimer la profondeur d'un système stéréo avec deux caméras. L'équation simple que j'utilise est:

  Baseline*Focal 
Depth = ---------------------- 
      Disparity 

Le champ de vision des deux caméras ne modifie pas la profondeur maximale autorisée? Il change seulement la profondeur minimale mesurable?

Answer 1

A l'extrémité supérieure, la profondeur mesurable est limitée par la résolution des caméras que vous utilisez, ce qui se reflète dans la disparité. À mesure que la profondeur devient plus grande, la disparité tend vers zéro. Avec un plus grand champ de vision, il sera effectivement nul à une profondeur plus faible. Ainsi, un plus grand champ de vision réduit la profondeur maximale mesurable, mais vous pouvez compenser quelque peu en utilisant des caméras à plus haute résolution. Pour clarifier: vous devez noter que (si vous faites les choses correctement) vous mesurez la disparité en pixels, mais ensuite vous la convertissez en mètres (ou en millimètres comme je le fais ci-dessous). La formule complète est alors:

  Baseline * Focal length 
Depth = ---------------------------- 
     Pixel disparity * Pixel size 

Supposons que vous ayez la configuration suivante:

Baseline (b) = 8 cm (80 mm) 
Focal length (f) = 6.3 mm 
Pixel size (p) = 14 um (0.014 mm) 

La plus petite disparité, vous pouvez mesurer est 1 pixel. Avec les chiffres connus, cela se traduit par:

Depth = (80*6.3)/(1*0.014) = 36,000 mm = 36 m 

Donc, dans ces circonstances, ce serait votre plafond. Notez que votre mesure est très imprécise à cette plage. La prochaine disparité possible (2 pixels) se produit à une profondeur de 18 m, la suivante après (3 pixels) à 12 m, etc. Doubler votre ligne de base doublerait la portée à 72 m. Doubler votre distance focale doublerait également votre gamme, mais notez que les deux vous affecteraient négativement à la fin courte. Vous pouvez également augmenter votre profondeur maximale en diminuant la taille des pixels. Avec une taille de pixel de 0,014 mm, vous parlez probablement d'un CCD avec une résolution horizontale de quelque chose comme 1024 pixels, pour un CCD d'environ 14,3 mm de large. Si vous doublez le nombre de pixels dans la même zone, vous doublerez votre portée maximale sans perdre quoi que ce soit à l'extrémité proche (car les limites sont déterminées par la ligne de base et la distance focale, qui restent les mêmes).

This est un très bon aperçu des compromis dans la mesure de la profondeur en vision stéréo. Et this article sur wikipedia a quelques bonnes informations sur la relation entre la taille des pixels, la taille ccd, la longueur focale et le champ de vision.