Calibration of a stereo-vision system by the non-linear optimization of the motion of a calibration object

A common and high-performance practice when carrying out euclidian reconstruction from two cameras is to rst calibrate both cameras thanks to a pair of images of a calibration object. However, it remains di cult to accurately determine the intrinsic parameters of each camera and we know their value have a signi cant e ect on Euclidian reconstruction. Moreover, the calibration issued from a single pair of images of the calibration object do not exploit the device to the full. Indeed, measures used to perform the calibration may arbitrarily grow by the use of several pairs of images of the calibration object. It is the purpose of this paper to provide a method allowing to take advantage of such measures in order to improve simultaneously the accuracy of the intrinsic parameters and those of the ultimate Euclidian reconstruction. The method is based on a statistical and non-linear estimation of the parameters of the stereo rig. Key-words: stereo-vision, calibration, euclidian reconstruction, non-linear optimization of the euclidian motion Calibration d'une paire de cameras par optimisation non lineaire du mouvement d'une mire de calibration Résumé : Une méthode usuelle et performante pour e ectuer une mesure 3D à partir d'un système de vision stereo consiste, dans un premier temps, à calibrer le système à partir d'une paire d'images d'un objet particulier, appelé mire de calibration. Toutefois, l'estimation précise des paramètres intrasèques des deux caméras reste di cile. Et nous savons que leurs valeurs ont une in uence sur la précision de la reconstruction euclidienne. D'autre part, une calibration déduite d'une unique paire d'images de la mire n'exploite pas l'ensemble des données auxquelles le dispositif permet d'accéder. En e et, le nombre de mesures peut être arbitrairement augmenter en prenant plusieurs paires d'images de la mire. L'obectif de ce document est de fournir une méthode exploitant de telles mesures en vue d'augmenter simultanément la précision des paramètres internes et celle de la reconstruction euclidienne. Cette méthode est basée sur une estimation statisque et non-linéaire des paramétres du système stereo. Mots-clés : stereo-vision, calibration, reconstruction euclidienne, optimisation non-linéaire du mouvement euclidien Calibration of a stereo-vision system by the non-linear optimization of the motion of a calibration object3