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Encontrar distancia a un LED

Question

Imagine que tiene una luz LED estilo árbol de Navidad a una distancia D de una cámara.

Al conocer las propiedades de la luz LED (como la forma y la intensidad) y la cámara (como la distancia focal), ¿es posible calcular la distancia desde la cámara a la luz LED con una instantánea?

En caso afirmativo, ¿qué tan precisa sería la medida?

Answer 1

Las fuentes de luz brillante en sí mismas no son buenas para esto, ya que la luz brillante por lo general distorsiona el espacio vecino con dispersión MIE + Rayleight creando neblina que depende de muchas cosas, no solo de la iluminación. También hay pocos problemas en la cámara como las brillantes líneas H o V causadas por el salto de carga a través de la línea de escaneo y / o destellos de lente (esa forma de estrella o poligonal usualmente girada y algunas veces de color arcoíris) dificultando realmente medir el tamaño en la imagen en algunos casos.

En caso de que tu imagen contenga tales problemas, usaría otros objetos de tamaño conocido, como bolas de Navidad (o los soportes / tomas de luz si son visibles / usables), y también las hojas de árbol para hojas perennes, que generalmente tienen el mismo tamaño. La precisión se puede estimar así:

Si el FOV de la cámara en la dirección x es de 60deg y la resolución es de 640x480 x 640x480 (suponiendo píxeles cuadrados), entonces un píxel es da = 60deg/640pix=0.09375deg precisión del ángulo. Entonces para h=5cm=0.05m objeto grande d=2.5m distancia de la cámara lo veo así:

tan(ang) = h/d
--------------
ang = atan( h/d) = atan(0.05/2.5) = 1.14 deg
p = ang / da = 1.14/0.09375 = 12.2214 pixel

por lo que la imagen puede ser de 12 o 13 píxeles grande para calcular la distancia de nuevo

d = h/tan(p*da)
--------------
d0 = 0.05/tan(12*0.09375) = 2.54615m
d1 = 0.05/tan(13*0.09375) = 2.35024m

acc = 100*max(d-d0,d-d1)/d = 100*max(0.04615,0.25024)/2.5 = ~ 10.0096%

Ahora, como puede ver, la precisión se ve afectada por el tamaño del objeto y la distancia desde la cámara. También en el FOV y la resolución de la cámara en sí.

Para mejorar esto, puede usar mediciones de objetos de precisión subpíxel ...