Hidrológiai Közlöny 2008 (88. évfolyam)
5. szám - Gálai Antal: A web-kamerás folyami jégmegfigyelés alapjai
12 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2008. 88. ÉVF. 5. SZ. A súlypontot a , = S X/A y w = Sy/A h a -x 2 wx A I x = I, EydA I X a = Y,x 2dA /,,„ - zy 1 (1A C xy o = J2xydA A A A A (1) szolgáltatja, míg érvényes a jól ismert Steiner tétel, mely alapján az inerciák a súlypontba tolt x,y tengelyekre kiszámíthatók Vo vl x A a xy a Xoyo y. x A ahonnan a statikából/mechani kábó l vagy matematikából jól ismert alábbi összefüggések szerint kapjuk: (2) h, 2 = + C 2 ' xy tan a = IJ„ (3) az alakból származó immár koordinátarendszer-független jellemzőket, az I, /, főtengelyekre vonatkozó inerciát és a tengelyek irányszögét. Abban az időben számítási/gépidő megtakarítás céljából a területi integrált helyettesítő négyzetes lépésszámú (0(n 2)) összegzést a határvonal menti integrállal helyettesítettük, ezzel a müvelet igényt lineárissá (O(n)) csökkentettük. A körvonalat meghatározása közben bejárva rögtön a határvonal mentén is integrálhatunk, s ekkor a számítás lépésigénye - a felület négyzetes és a kerület lineáris volta miatt - nagyságrenddel kevesebb lehet. A pontsorozattal megadott poligonok alakfelismerésének, elmozdulás- és elfordulás-érzékelésének ez a minta-illesztéses egyszerű algoritmikus magja a www.water.hu/ice/demo/ címen található bemutató mintaprogrammal demonstrálható. [Ez az alak-felismeréses „mintaillesztő" algoritmus fordított kirakósként is használható, ugyanis megtalálja egy poligonokra szeletelt eredeti kép nagyobb területen szétszórt részeit, (ez nyilván egyszerűbb, mint az ismeretlen eredeti szétdarabolt és szétszórt elemeit összeilleszteni! :o)] Most évtizedekkel később is fiatal diákoknak a térképészettől a gépi- s beszélt nyelvi elemzésig terjedő ismertetők során mutatom be első „robot látási" (computer vision) képfeldolgozási kísérletem, hogy ezzel vezessem be őket abba, hogy mit kell napjainkban tennünk. Ezen ötletek és elvek jelen ismertetésének részbeni oka a www keresők szolgáltatta irdatlan mennyiségű és hirdetésekkel gabalyított információ-özön átláthatatlansága. 'Letűnt' korok - szimulációval ma is használt - analóg számítógépes elveinek hálózati webkamerákkal való együttes ismertetése, a perspektív geometriába, a GPS használata és GIS említése mellett néhány csipetnyi geodéziába és a hibaszámításba való jó bevezetőül szolgál. A látással összefüggő tárgykörök közül a webkamerákkal kapcsolatos ideális figyelem-felkeltőnek bizonyult lUum in tabula per radios Solu, quam tn ccclo contingit: hoc e ft,fi m carlo fupcriűr pan debtguiü patiarur ,m uJuj apparebit inferior defiíere.vt ratio cxigttoptica. ^ (ÍA témákat választottam. E demonstrációban elsőként a bajai dunai webkamera kalibrációját végeztük. A felvételeken megfigyelt terület a híd alvízi vizfelülete, vagyis egy síkba eső pontok összessége. Az vizsgálandó terület és adatokon való megszorítás valamilyen módon kell, hogy egyszerűbbé tegye mind a kalibrálás, mind a későbbi felvételek feldolgozását. Az átellenes folyópartok adott és/vagy mért pontjainak térbeli koordinátái ismertek, szükség esetén a köztük lévő vízfelület belső pontjainak xy kordinátái is megadhatók. A képfeldolgozásnál egy függvényt kell előállítanunk, mely a felvétel képi (u,v) pixelkordinátáiból a vizfelületen lévő pont (x,y) koordinátáját adja vissza, vagyis a példánkban meghatározandó függvény a perspektivikus és lencse torzítás inverzét számítja. Vízállásváltozáskor a képi (u,v) koordinátákból a kalibrációs vízszinthez tartozó számított (X,Y) pont eltakaija a pillanatnyi Zreal vízálláshoz meghatározandó valós vízfelszíni (X rea t, Y rea l) kordinátákat. Ehhez több lehetőség nyitott, pl. a kamera ismert (X„, Y„,Zj belső pontjából a kalibrációs síkon lévő számított (X,Y) ponton áthúzott egyenessel döfetjük az új vízszinthez tartozó síkot. Másik lehetőség, hogy a transzformáció adatait módosítjuk a vizszintváltozást figyelembe vevő módon. Kalibráció ismertető Tanulságos volta miatt tekintsük meg közelebbről a (web)kamera kalibrációt! Műszakiak közt már a fényképészet egész korai szakaszában kialakult a fotogrammetria alapjainak - a többi műszaki tudományhoz képest - precíz leírása. Alapjául szolgált ennek a földmérésben használt pontos optikai műszerek alapos ismerete, melyekhez hasonlóan működik a camera obseurát követő összes lencsével működő fényképezőgép és persze a fölös méréseket elkerülendő, de a pontatlan méréssorozatból mégis pontos adatot elővarázsló, s Gauss által éppen a földmérés kedvéért kifejlesztett hibaszámítás és annak újabb formái is. Output Model SlciKtfruäf Anno. tf 44. Louanucdipfim Solls cWouiuimuj, inuenimuiq, deficcrc paulö plus jj der. Brunelleschi XV-ik század A kalibráció során meghatározandó kamera-jellemzők részben a kamera belső paraméterei, másrészt a kamera helyétől függő, tehát elforgatással és eltolással meghatározható külső paraméterek. A belső paraméterek egyrészt klasszikus optikai lencsejellemzők, mint fókusztávolság, pixelméretek, másrészt a költségtakarékos gyártás tökéletlenségből adódó párna/hordó torzítás és pl. ragasztási eltolódásból és ferdeségből származó tangenciális torzítás a kameratengely Synthetic Camera Kameramodell és kép excentricitásában jelentkezik, és figyelmen kívül hagyása az olcsó kamerák közt jelentős hibaforrás, mivel a kamerák és a lencsék optikai tengelye jelentősen eltérhet egymástól. A közelmúlt egyik koreai találmányát - a nagy látószögű torzításmentes katadioptrikus (tükör + lencse) kamerát - nem tekintve, a széles látószög esetén a hordótorzítás jelentkezik, míg teleobjektív használata a téglalapátlós párnatorzítást eredményez.
