Practica n6 calibracion de la camara fotografica

Deynna Morales estudiante de la carrera de ITG, Todos los derechos reservados ® 2020-2021
UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE Código: CIGMA.05.02
Ingeniería Geográfica y del Medio Ambiente Versión: V1.0
Manual de prácticas de Fotogrametría
CALIBRACIÓN DE LA CÁMRA FOTOGRÁFICA Fecha 15/03/2021
Revisión 17/03/2021
Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE
Departamento de Ciencias de la Tierra y Construcción DCTC
Ingeniería en Tecnologías Geoespaciales
Fundamentos de Fotogrametría
PROYECTO N°2
CALIBRACIÓN DE LA CÁMARA FOTOGRÁFICA
Autora: Deynna Nathaly Morales Lastra
Docente: Ing. Pablo Pérez S. MAG
Fecha de Entrega: 17/03/2021
2020-2021

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ÍNDICE GENERAL
1. Justificación .........................................................................................................................3
2. Objetivos..............................................................................................................................3
Objetivo general: ............................................................................................................................... 3
Objetivos específicos: ........................................................................................................................ 3
3. Definiciones .........................................................................................................................3
4. Materiales y Equipos............................................................................................................4
5. Marco Teórico......................................................................................................................4
6. Metodología ........................................................................................................................7
7. Resultados .........................................................................................................................11
8. Discusión............................................................................................................................14
9. Conclusiones......................................................................................................................14
10. Recomendaciones..............................................................................................................14
11. Bibliografía.........................................................................................................................14
Práctica No. 5
Datos Generales: Elaborado por: Revisado por: Calificación
NRC: 3822
Fecha Entrega:
17/03/2021
Estudiante de la
carrera de
Ingeniería en
Tecnologías
Geoespaciales
Docente-
Investigador del
DCTC
Deynna Morales Ing. Pablo Pérez

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CALIBRACIÓN DE LA CÁMARA FOTOGRÁFICA
1. Justificación
La rigurosidad métrica propia de los proyectos fotogramétricos, tiene que ser garantizada, mediante
el empleo de cámaras fotográficas calibradas. Al igual que lo sucedido con las cámaras
fotogramétricas para toma de fotografías aéreas, se debe disponer del Certificado de
Calibración correspondiente, conteniendo la información clave para la correcta reconstrucción de la
geometría de la fotografía terrestre.
Para nuestros proyectos de fotogrametría de corto alcance (terrestre y aéreo con DRON), los
fabricantes de software, han diseñado un método muy práctico, efectivo y de bajo costo, que
permite obtener los parámetros requeridos de una manera semi automática. El método conocido
como de autocalibración, ha sido desarrollado por los diseñadores del software Agisoft PhotoScan,
como un módulo independiente, pero con capacidad de proveer el archivo de calibración, para los
proyectos a ser desarrollados en las diferentes versiones de software de producción fotogramétrico
por ellos producido como son: PhotoScan 3D, PhotoModeler y Agisoft Metashape.
2.Objetivos
Objetivo general:
Aplicar los conocimientos adquiridos en la parte teórica, para emplear las últimas versiones de
software fotogramétrico y ganar destrezas en la generación de productos comonubes de puntos para
la obtención de modelos 3D a partir de fotografías tomadas con cámaras fotográficas.
Objetivos específicos:
 Conocer la herramienta para la calibración de las cámaras fotográficas empleadas en
proyectos fotogramétricos de corto alcance,
 Calibrar nuestras propias cámaras fotográficas, con el propósito de asegurar la rigurosidad
métrica de nuestros proyectos,
 Investigar otras posibles alternativas de calibración de cámaras fotográficas, para comparar
los resultados y recomendar el uso del software más eficiente en términos de calidad vs
costo.
 Incorporar marcas de medida "Dianas" al objeto/inmueble patrimonial a documentar.
3. Definiciones
 Orientación Interior: La orientación interior establece la relación entre el plano de imagen y
el centro de la proyección de una cámara. La orientación interior se puede calcular y
perfeccionar mediante las marcas fiduciales visibles en las fotografías aéreas escaneadas,
junto con otras medidas asociadas con el plano focal y el sistema de lente de una cámara
métrica. (Arcgis Pro, 2017).
 Orientación Exterior: La orientación externa es la que determina la posición y orientación
exactas de la cámara en el instante en que se realizó la fotografía. Consiste en unas
coordenadas tridimensionales X, Y y Z denominadas foto-centro y tres giros Ω, Φ y Κ

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(respecto a los ejes XYZ), siendo usualmente los valores de Ω y Φ cercanos a cero. (Aplitop,
2018).
 Orientación Relativa: La orientación relativa permite que nos desplacemos el modelo
estereoscópicamente. Una vez realizada la orientación relativa de un modelo, el movimiento
de la coordenada Z modificará la posición de las imágenes. (Digi21,2019)
 Coeficientes de distorsión radial: Se llama así a las aberraciones producidas por defectos de
construcción en la lente. Estos defectos suelen causar que cuanto más se aleje el punto de
impacto del rayo de luz incidente del centro de la imagen, mayor será la desviación a la que
será sometido.
 Coeficientes de distorsión Tangencial: Se conoce con este nombre a la distorsión que se
produce por la falta de paralelismo entre la lente de la cámara, y el sensor de la cámara, y
genera imágenes trapezoidales.
 GSD: Las siglas en inglés de “ground sample distance”. Es la distancia en el suelo que separa
los centros de dos píxeles adyacentes de una fotografía aérea tomada con disposición nadir.
Da información sobre la resolución de una ortofotografía.
4.Materiales y Equipos
 Software fotogramétrico de modelado 3D (Zephyr)
 Software para calibración fotográfica (Agisoft Lens)
 Cámara deportiva.
 Dianas.
 Objeto a fotografiar.
 Computador.
5. Marco Teórico
La Fotogrametría de corto alcance es aquella ciencia y técnica que nospermite obtener geo
información tridimensional de los objetos terrestres, ubicados auna distanciaentrela cámarayel
objetodeunospocos metros (1, 3 5 10m) a máximo unas decenas de metros (20, 40,60m). Lo que
conduce a unas escalas de trabajo o de presentación delos productos mayores a 1:200, como 1:100,
1:50, 1:25, 1:10, inclusose trabajan escalas de detalle como 1:5, 1:1, 2:1, entre otras.
Normalmente en los proyectos fotogramétricos de corto alcance, la distancia al objeto se ve limitada
por el espacio disponible en calles, pasajes, corredores, habitaciones, sitios y entornos internos. En la
mayoría de los casos, existen limitaciones de acceso al lugar, pieza u obra de arte, así como
obstáculos en líneas de vista, y limitaciones deiluminación. Pero son obstáculos que se pueden
vencer con imaginación y constancia.
Agisoft Lens:
Es una utilidad GRATUITA para la calibración automática de lentes. La calibración contempla modelos
paramétricos completos incluyendo coeficientes de distorsión no lineales. Los parámetros estimados
con estaherramienta, puedenserarchivadosenformatolegibleyutilizadosen otros productos de
Agisoft o de terceros en los que se requiera unacalibración precisa de la cámara (Geobit, 2014).

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Calibración de cámara:
Adiferencia de los procesos fotogramétricos aéreos, donde se parte deuna cámara fotogramétrica
calibrada, cuya evidencia se expresa en términos del “Certificado de Calibración” de la cámara.
En los procesos fotogramétricos de corto alcance, normalmente se trabaja con cámaras digitales
conocidas como: deportivas, semi profesionales y/oprofesionales, quepor sucosto yprestaciones no
soncalibradas, salvo a pedido expreso del comprador, el mismo que no está en manos de los
fabricantes, sino de laboratorios especializados (Pérez, 2020).
Existen diferentes métodos de calibración a considerar:
 Laboratorio
 Auto calibración
En los métodos de laboratorio, de manera similar que a las cámaras fotogramétricas, se determinan
los parámetros de calibración, mediante el empleo de multicolimadores, su determinación rigurosa y
certificada, le da un aval necesario a la técnica, en los casos de proyectos fotogramétricos que así
expresamente se requieren. Elmétododeautocalibración, empleaparasudeterminación, el mismo
principio fotogramétrico bidimensional para determinar los parámetros de calibración. El método
empleado por la empresa rusa AGISOFT al facilitar el software de forma libre, es uno de los más
empleados y adecuados para proyectos que no requieren de certificación expresa (Pérez, 2020).

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Control Terrestre:
Las marcas (dianas) de medición prediseñadas con un código de reconocimiento automático, se
imprimen en las cantidades suficientespara ubicarlas en la superficie a medir, generalmente se
trabaja con tres marcas que se distribuyen alrededor del objeto a fotografiar, de manera tal que
formen aproximadamente un triángulo equilátero. Una de las marcas será el origen del sistema de
coordenadas (0,0,0) En alineación con la segunda marca, se define el eje “x” de
coordenadas.
La tercera marca conforma el plano XY cuya perpendicular define el eje “y”. Se miden las distancias
entre cada par de marcas, usando para elefecto un Distanciómetro de mano. De preferencia las
distancias se medirán en milímetros (Pérez, 2020).
Imagen 5: Dianas

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6.Metodología
Calibración de cámara:
1. Instalación del software Agisoft Lens.
2. Visualización en la pantalla del computador del blanco de calibración (tablero de ajedrez).
A partir de la opción Show a chessboard acceder al tablero que permite la calibración, al cual hay que
tomarle fotografías de frente a aproximadamente 10cm y repetir el proceso desde diferentes
perspectivas, se debe usar la cámara horizontalmente y evitar quesalgan los bordes de la pantalla del
computador.
3. Toma de las fotografías del blanco de calibración en al menos 12 posiciones de la cámara
(siete horizontales y cinco verticales).

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4. Lectura de las fotografías en Agisoft Lens.
5. Procesamiento de datos (autocalibración)

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6. Obtención de los parámetros de calibración
7. Ingresar los datos de la calibración en el programa de Modelamiento 3D

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8. Por último procesar las fotografías tomadas con las dianas correspondientes para una
mejor calibración, cambiando los datos por la nueva calibración de la cámara del
programa Agisoft Lens.

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7.Resultados

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8. Discusión
o Sepuedehacerfotogrametría conla cámaradeuncelularsobretodo si se trata de obtener el
modelo de alguna figura en específico de algún museo, o de nuestro hogar; el número de
fotografías en este caso al ser una primera experiencia es excesivo, sin embargo, con más
práctica se logrará la misma calidad del modelo o mejor con menor cantidad de fotografías. Y
con el programa de Calibración nos ha ayudado mucho para hacer más precisas nuestras
fotografías.
9. Conclusiones
Al realizar la práctica y con las distintas fotografías capturadas se ha podido llegar a
distintas conclusiones como:
o A mayor número de fotografías mayor tiempo será el que se emplee para el
procesamiento.
o Mediante la limpieza de puntos, se pudo visualizar mejor el resultado final ya que
sin hacerlo pareciera que el modelo no se generó con éxito.
o
10. Recomendaciones
o Es recomendable depurar los puntos erróneos, ya que esto permitemejorar la calidad del
modelo.
o Es mejor escoger un objeto sin superficies brillantes ya que estos podrían provocar errores

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en el procesamiento e impedir que el modelo sea fiel a la realidad.
o Hay que ser cuidadosos y verificar que la cámara no pierda el enfoque ya que con fotografías
borrosas el modelo resultará erróneo.
o Procurar tener la mejor iluminación posible ya que eso también puede ser un obstáculo para
obtener el modelo, por lo que preferiblemente hay que fotografiar el objeto en horas de la
mañana.
o Tomar las fotos lo más continuas posible para lograr el traslapo necesario.
11. Bibliografía
o Geobit. (2014). Obtenido de Descarga de Agisoft Lens:
https://www.agisoft.es/products/agisoft-lens-2/
o Helicéo. (2020). Software de fotogrametría profesional. Obtenido de
http://www.heliceo.com/es/software-de-fotogrametria-profesional/
o Pérez, P. (2020). Fotogramétrico de corto alcance. Quito. Obtenido de Fotogramétrico de
corto alcance.

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