등거리 스테레오 전방위 렌즈의 위치 측정 알고리듬을 위한 파라미터 측정에 관한 연구

Parameter Estimation for Range Finding Algorithm of Equidistance Stereo Catadioptric Mirrors

전방위 렌즈(Catadioptric mirror)는 전방위 감시를 위해 널리 사용되고 있다. 대부분의 전방위 렌즈에서의 단점은 전방위 렌즈를 통하여 획득한 영상의 해상도가 위치에 따라 일정하지 않다는데 있다. 본 논문에서 사용한 등거리 전방위 렌즈는 이러한 문제를 해결할 수 있도록 설계된 렌즈이다. 실제 등거리 전방위 렌즈를 통한 거리 계산 시 오류의 원인으로는 카메라 영상 센서와 전방위 렌즈와의 축의 어긋남, 설계 시 가정한 focal length의 변화 등을 들 수 있는데 이 중 focal length의 변화는 기구의 정확한 제작으로 해결할 수 없는 문제이다. 본 논문에서는 이러한 focal length의 변화에 대처하기 위하여 focal length를 수정하는 방법을 제안한다. 영상 정합을 통해 임의로 선정된 두 개의 object points에 대한 반대편 스테레오 영상에서 대응점을 찾은 후 이들 화소의 원점에서의 거리를 사용하여 경계에 해당하는 화소의 위치를 찾는다. 이렇게 측정된 경계의 위치가 미리 계산된 경계화소의 위치와 다를 경우 제안한 방법으로 focal length의 값을 수정한다. 제안한 방법은 매우 간단한 계산만으로 기존의 반복적 연산을 통해 수행한 focal length 수정 방법과 유사한 성능을 보인다.

Catadioptric mirrors are widely used in automatic surveillance system. The major drawback of catadioptric mirror is its unequal image resolution. Equidistance catadioptric mirrir can be the solution to this problem. The exact axial alignment and the exact mount of mirror are the sources that can be avoided but the focal length variation is inevitable. In this paper, the effects of focal length variation on the computation of depth and height of object' point are explained and the effective and simple focal length finding algorithm is presented. First two object's points are selected, and the counterparts on the other stereo image are to be found using MSE criterion. Using four pixel distance from the image center, the assumed focal length is calculated. If the obtained focal length is different from the exact focal length, 24mm, the focal length value is modified by the proposed method. The method is very simple and gives the comparable results with the earlier sophisticated method.