Original title: Automatická kalibrace dohledové kamery pozorováním rigidních objektů
Translated title: Automatic Surveillance Camera Calibration by Observation of Rigid Objects
Authors: Bartl, Vojtěch ; Buchholz, Michael (referee) ; Hurtík, Petr (referee) ; Herout, Adam (advisor)
Document type: Doctoral theses
Year: 2024
Language: eng
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií
Abstract: [eng] [cze]
Tato práce je zaměřena na automatickou kalibraci kamery na základě vícečetných pozorování libovolných rigidních předmětů. Na základě pozorování rigidních objektů pohybujících se ve společné rovině jsme schopni kalibrovat kameru vzhledem ke společné rovině, a tak jsme schopni provádět měření ve scéně. Objekty v rovině obrazu jsou detekovány a klasifikovány a význačné body na těchto objektech jsou lokalizovány. Motivací bylo použití těchto metod v dopravním prostředí, proto naše "objekty" jsou nejčastěji vozidla. Navrhujeme tři různé metody, které jsou schopny vypočítat kalibraci kamery na základě těchto lokalizovaných význačných bodů v rovině obrazu s jediným omezením - musí být známy 3D modely, ale ty mohou být známy kalibračnímu systému ještě před samotnou kalibrací. Proces kalibrace kamery je pak plně automatický a žádné další informace nejsou již potřeba. Na rozdíl od předchozích aktuálních metod pro automatickou kalibraci kamery, navržené metody jsou schopny odhadnout všechny parametry kamery (včetně ohniskové vzdálenosti). Vytvořili jsme rovněž nový dataset BrnoCarPark , který obsahuje záznamy různých scén a detekovaná vozidla spolu s lokalizovanými význačnými body. K dispozici jsou měření vzdáleností ve scénách, která mohou být přepočítány pomocí vypočtených parametrů kalibrace kamery. Všechny navrhované metody překonávají současné aktuální metody. Vyhodnotili jsme naše metody na zkonstruovaném datasetu a také dalším datasetu BrnoCompSpeed . Také jsme provedli experimenty na syntetických datech, které prokazují stabilitu a použitelnost navrhovaných metod. This work is focused on automatic camera calibration based on multiple observations of arbitrary rigid objects. Based on observations of rigid objects moving in a common plane, we are able to calibrate camera w.r.t. the plane, and thus we are able to do measurements in a scene. Objects in the image plane are detected, and classified, and landmarks on these objects are localized. Our motivation was the usage of these methods in traffic scenarios, and thus as our ''objects'' we consider vehicles. We propose three different methods that are able to compute camera calibration based on these localized landmarks in an image plane with the only limitation - 3D models must be provided, but these can be known to the calibration system as a background. The camera calibration process is then fully automatic, and no more information is needed. Contrary to previous state-of-the-art methods for automatic camera calibration, the proposed methods are able to estimate all camera parameters (including focal length). We also collected a new dataset BrnoCarPark , which contains records of different scenes with detected vehicles and localized landmarks. Ground-truth measurements in scenes are available, and these can be re-computed by computed camera calibration parameters. All the proposed methods outperform the recent state-of-the-art method in an accurate manner. We evaluated our methods on the constructed dataset and also another dataset BrnoCompSpeed . We also made experiments on synthetic datasets, which prove the stability and usability of the proposed methods.
Keywords: AI City Challenge; Automatická Kalibrace Kamery; Datová Sada pro Kalibraci; Detekce Vozidel; Klasifikace Vozidel; Lokalizace Význačných Bodů; Odhad Horizontu; Reidentifikace Vozidel; Rigidní Objekty; AI City Challenge; Automatic Camera Calibration; Calibration Dataset; Horizon Estimation; Landmarks Localization; Rigid Objects; Vehicle Classification; Vehicle Detection; Vehicle Re-Identification

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/245347

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-614290


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Doctoral theses