Qu'est-ce que la focale calibrée ? Optique de précision pour vision par ordinateur

La focale calibrée est la distance déterminée empiriquement (en pixels ou mm) du centre optique d'une caméra à son plan image quand mise au point à l'infini. Contrairement à la focale nominale gravée sur le barillet, la valeur calibrée tient compte des tolérances fabrication, respiration objectif, décalage capteur, dérive thermique.

Pourquoi nominale ≠ réelle

• Éléments objectif se déplacent lors mise au point (focus breathing).
• Capteur peut ne pas siéger exactement à distance flange focale.
• Valeurs nominales arrondies (ex: 50 mm peut être 51,3 mm).

Flux calibration

1. Capturez 15–30 images cible calibration connue (damier, Charuco, grille cercles) distances/angles variés.
2. Détectez points caractéristiques (coins) chaque image.
3. Lancez optimisation non-linéaire (méthode Zhang, OpenCV calibrateCamera) pour résoudre matrice intrinsèque K = [[fx, s, cx], [0, fy, cy], [0, 0, 1]], où fx, fy sont focales en pixels.
4. Validez erreur reprojection (<0,3 px typique bonne calibration).

Applications nécessitant calibration

• Photogrammétrie / reconstruction 3D (Metashape, COLMAP).
• Robotique (odométrie visuelle, SLAM).
• Suivi caméra AR/VR.
• Mesure et inspection industrielles.
• Perception véhicules autonomes.

Sans calibration, mesures métriques depuis images portent erreurs systématiques d'échelle — souvent 1–5 % ou plus.