Calibração geométrica de uma câmara hiperespectral com determinação simultânea do desalinhamento entre os sensores

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Santos, Lucas Dias [UNESP]
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Calibração de câmaras; Imageamento hiperespectral; Câmara de quadro; Registro de bandas; Desalinhamento entre sensores; Camera calibration; Hyperspectral imaging; Frame camera; Band registration; Misalignment between sensors
• Link de acesso: https://hdl.handle.net/11449/314832

O recente desenvolvimento de sensores hiperespectrais leves e de custo relativamente baixo criou uma nova perspectiva para as aplicações de sensoriamento remoto. Neste trabalho procurou-se investigar alguns aspectos da calibração geométrica de uma câmara hiperespectral de quadro. O principal componente desta câmara, que permite a aquisição de imagens nos diferentes comprimentos de onda, é o Interferômetro de Fabry –Perot (FPI). Este interferômetro é composto de duas placas plano-paralelas, com faces internas espelhadas, sendo os comprimentos de onda, por ele transmitidos, função da separação entre as placas (air-gap). A radiação que incide neste tipo de câmara passa inicialmente pelo conjunto óptico e depois pelo interferômetro FPI, sendo redirecionada para dois sensores por meio de um prisma de divisão de feixe. Estudos preliminares mostraram que há variações significativas entre os parâmetros de orientação interior das diferentes bandas, tanto entre bandas de um mesmo sensor, quanto entre bandas de sensores diferentes e que estas variações devem-se ao princípio de aquisição da câmara, além de um suposto desalinhamento entre os sensores. Discrepâncias da ordem de duas dezenas de pixels foram obtidas comparando fotocoordenadas medidas em bandas distintas. Nesta pesquisa duas propostas para a calibração desta câmara foram desenvolvidas: a primeira foi baseada em mudanças no modelo matemático de calibração, aplicando a restrição de se obter apenas um conjunto de parâmetros de orientação exterior por hibercubo, adicionando parâmetros relacionados ao desalinhamento entre os sensores, bem como parâmetros de uma função linear relacionando a distância focal da câmara e os valores de comprimento de onda; e a segunda foi baseada no registro prévio das bandas a uma banda eleita previamente como referência. A aplicação dos parâmetros estimados com as duas abordagens permitiu reduzir a discrepância entre fotocoordenadas medidas em diferentes bandas a valores menores que um pixel. A utilização destes parâmetros na fototriangulação de imagens aéreas obtidas por um VANT reduziu de 20 a 30% o REQM dos pontos de verificação para a primeira abordagem e, de 30 a 50% para a segunda. Desta forma, foi possível, portanto, obter resultados que permitem tornar o uso desta câmara mais prático, uma vez que apenas um conjunto de POI é necessário para seu uso na reconstrução tridimensional.