Implementazione e analisi metrologica di una procedura di auto-calibrazione di telecamere basata sul structure from motion

Lo structure from motion è una tipologia di algoritmi che consente di ricavare la ricostruzione tridimensionale di una scena a partire da una sequenza di immagini. La limitazione principale di questo metodo è che necessita della conoscenza preventiva dei parametri della telecamera che hanno ripreso la scena. E' necessario, dunque, effettuare l'operazione di calibrazione della telecamera per ricavare tali informazioni. In questo lavoro di tesi è stato implementato e valutato metrologicamente un algoritmo di auto-calibrazione basato sullo structure from motion. Con questo metodo i parametri della telecamera, intrinseci ed estrinseci, vengono stimati direttamente dalle immagini acquisite per la ricostruzione. Non è necessario effettuare l'operazione di calibrazione. Il vantaggio principale offerto da questa tecnica è la possibilità di poter variare i propri parametri, in particolar modo la lunghezza focale, durante l'acquisizione stessa. Questa possibilità permette una maggiore flessibilità, rispetto al caso di telecamere calibrate in cui la telecamera deve mantenere necessariamente i parametri costanti. E' stato scelto di valutare metrologicamente questa tecnica poichè, essendo un ambito di ricerca ancora molto aperto, la letteratura è povera di risultati dal punto di vista metrologico. Quindi è necessario stabilire quali siano le potenzialità offerte da questo metodo e quali siano le criticità. In particolar modo si è prestata particolare attenzione all'applicabilità di tale metodo in ambito industriale. Per far ciò sono state effettuate delle prove sperimentali, realizzate con ottiche di diverse lunghezze focali. L'analisi condotta si è concentrata su due aspetti: la bontà di ricostruzione 3D e di stima dei parametri mediante l'utilizzo dell'algoritmo di auto-calibrazione. Nel complesso i risultati ottenuti possono essere considerati soddisfacenti, nonostante si sia dimostrato come non soddisfino completamente le specifiche richieste dal mondo industriale. Uno sviluppo nella ricerca in questo campo applicativo apre interessanti possibilità per un incremento di flessibilità che è richiesta dal panorama manifatturiero attraverso l'utilizzo della machine vision in questo ambito applicativo.