Calibración geométrica de cámaras no métricas. Estudio de metodologías y modelos matemáticos de distorsión

Abstract

AgradecimientosMi más sincero agradecimiento a mis dos directoras de tesis, la Dra. Ana M. Domingo y la Dra. Rosa M. Chueca, por todo lo aprendido y compartido, no sólo en este último tramo que ha supuesto la Tesis, sino a lo largo de mi vida profesional como docente. Gracias por vuestra ayuda, comprensión y apoyo.No puedo olvidarme del Dr. Narciso García, director de mi primera intentona de tesis, que me acogió de buen grado, con sus muchos quehaceres, viajes y compromisos.Una pena, me encantaría poder colaborar contigo en un futuro. Gracias a la ETSI en Topografía, Geodesia y Cartografía y al Departamento deIngeniería Topográfica y Cartografía, por brindarme los medios y el apoyo necesarios para la consecución del trabajo, particularizando este agradecimiento en sus directores, el Dr. Jesús Velasco y el Dr. Miguel Ángel Manso, respectivamente, por procurarme el mejor de los escenarios posibles.Gracias a mis compañeros en la Escuela, PDI y PAS, por interesarse, animarme y ayudarme en lo que ha estado en sus manos. Especial agradecimiento a mi compañera Marina Martínez, por todas las manos tendidas y a José Luis Valbuena, por el diseño y confección de la guía epipolar.A mis alumnos, por motivarme, alentarme y exigirme para seguir avanzando.Además, Ángela, Marta, Roberto Á., Roberto C. y Virginia me ayudaron desinteresadamente a medir los ensayos. ¡Muchísimas gracias! A mi familia, a la que he desatendido últimamente, y amigos, por suavizar, de una forma u otra, los peores momentos.Por último, GRACIAS a mis padres, ellos me enseñaron lo bueno que hay en mi (el resto no es culpa suya), a Marta, por su amor, apoyo, dedicación (a su trabajo, a la casa, a los niños,...) y paciencia en este tiempo -esta Tesis también es tuya-, y a mis hijos, Carlos y Esther, la verdadera razón de este esfuerzo, porque, pese a su corta edad, han comprendido mi dedicación a algo que no era atenderles. Os quiero. A Marta, Carlos y Esther A mis padresJulián Aguirre de Mata -xi - ResumenLa Fotogrametría, como ciencia y técnica de obtención de información tridimensional del espacio objeto a partir de imágenes bidimensionales, requiere de medidas de precisión y en ese contexto, la calibración geométrica de cámaras ocupa un lugar importante.El conocimiento de la geometría interna de la cámara es fundamental para lograr mayor precisión en las medidas realizadas. En Fotogrametría Aérea se utilizan cámaras métricas (fabricadas exclusivamente para aplicaciones cartográficas), que incluyen objetivos fotográficos con sistemas de lentes complejos y de alta calidad. Pero en Fotogrametría de Objeto Cercano se está trabajando cada vez con más asiduidad con cámaras no métricas, con ópticas de peor calidad que exigen una calibración geométrica antes o después de cada trabajo.El proceso de calibración encierra tres conceptos fundamentales: modelo de cámara, modelo de distorsión y método de calibración. El modelo de cámara es un modelo matemático que aproxima la transformación proyectiva original a la realidad física de las lentes. Ese modelo matemático in...