DE102006038423A1

DE102006038423A1 - Vorrichtung zur Kalibrierung einer optischen Kamera und/oder einer Infrarot-Kamera

Info

Publication number: DE102006038423A1
Application number: DE102006038423A
Authority: DE
Inventors: Guenter Bauer; Antje Neve; Stephan Thoma
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2006-08-17
Filing date: 2006-08-17
Publication date: 2008-02-21
Also published as: WO2008019763A1; US20090201376A1

Abstract

Die Erfindung betrifft insbesondere eine Vorrichtung zur Kalibrierung einer optischen Kamera und/oder einer Infrarot-Kamera, insbesondere einer Ferninfrarot-Kamera, die in einem Kraftfahrzeug angeordnet sind, die ein schachbrettartiges Aussehen mit ersten und zweiten Feldern hat. Um die bekannte Vorrichtung für eine Vielzahl von Kamerasystemen geeignet zu machen, wird vorgeschlagen, dass die ersten Felder beheizt oder gekühlt sind.

Description

Die Erfindung betrifft insbesondere eine Vorrichtung zur Kalibrierung einer optischen Kamera und/oder einer Infrarot-Kamera, insbesondere einer Ferninfrarot-Kamera, die in einem Kraftfahrzeug angeordnet sind, die ein schachbrettartiges Aussehen mit ersten und zweiten Feldern hat, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Für die meisten Methoden der Bildverarbeitung ist eine genaue Kenntnis der Kamera-Parameter, wie z.B. die Brennweite, erforderlich. Die vom Hersteller angegebenen Parameter sind jedoch nur begrenzt aussagekräftig, wenn die betreffende Kamera Teil eines Bildverarbeitungssystems ist. So können z.B. Frame-Grabber, die zwischen Kamera und Verarbeitungsrechner geschaltet sind, diese Parameter verfälschen.
Daher ist es wichtig, das vollständig aufgebaute Bildverarbeitungssystem einer Kalibrierung zu unterziehen. Hierbei kommen Verfahren zum Einsatz, die aufgrund von bekannten Objekten im Bild, die Parameter des betreffenden Kamera-Systems berechnen. Bei einem bekannten Verfahren wird ein Schachbrettmuster als bekanntes Objekt verwendet (vgl. http://www.vision.caltech.edu/bouguetj/calib_doc/) Die Schnittpunkte der einzelnen Kanten werden im Bild subpixelgenau bestimmt und damit eine Zuordnung zwischen realen dreidimensionalen Punkten und zweidimensionalen Punkten im Bild ermöglicht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Kalibriervorrichtung, die für eine Vielzahl von Kamerasystemen geeignet ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, die optisch unterschiedlich farbigen Felder der bekannten schachbrettartigen Kalibriervorrichtung mit einer unterschiedlichen Temperatur zu beaufschlagen. Die ersten Felder werden im Unterschied zu den zweiten Feldern beheizt oder gekühlt, so dass die ersten Felder eine andere Temperatur als die zweiten Felder aufweisen. Befindet sich eine erfindungsgemäße Vorrichtung vor einem Fahrzeug, in das sowohl eine optische als auch eine Infrarot-Kamera, insbesondere eine Ferninfrarotkamera, vorgesehen sind, erzeugt die Vorrichtung ein kontrastreiches schachbrettartiges Bild sowohl in der optischen Kamera als auch in der Infrarot-Kamera, insbesondere bei einer Ferninfrarot-Kamera.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, ist hinter den ersten Feldern, bevorzugt den weißen Feldern, jeweils ein Peltier-Element vorgesehen. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung dieser Ausführungsform, sind die Peltier-Elemente jeweils derart hinter den ersten Feldern angeordnet, dass die ersten Felder gekühlt werden.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Peltier-Elemente jeweils derart hinter den ersten Feldern angeordnet sind, dass die zweiten Felder von den Peltier-Elementen beheizt werden.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Gesamtdicke gebildet aus einem ersten Feld und dem dahinter befindlichen Peltier-Element im Wesentlichen der Dicke des zweiten Felds entspricht. Bei einer bevorzugten Weiterbildung dieser Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die ersten Felder und die zweiten Felder jeweils durch quadratische Metallplatten gebildet sind, die kühlende Seite des Peltier- Elements jeweils mit einer der ersten Felder in thermischem Kontakt steht, und die heizende Seite des Peltier-Elements mit einer tragenden Metallplatte in thermischem Kontakt steht, wobei die ersten Felder jeweils mittelbar über das Peltier-Element und die zweiten Felder jeweils unmittelbar auf der tragenden Metallplatte befestigt sind.
Eine solche schachbrettartige Vorrichtung weist eine ebene Oberfläche auf, wobei jeweils ein Peltier-Element ein erstes Feld kühlt und jedes der zweiten Felder über die von allen Peltier-Elementen erwärmte, tragende Metallplatte ebenfalls erwärmt wird. Bevorzugt handelt es sich bei den ersten Feldern um quadratische weiße Felder und bei den zweiten Feldern um quadratische schwarze Felder. Die ersten und zweiten Felder sowie die tragende Metallplatte sind jeweils bevorzugt aus Aluminium.
Durch die Verwendung von Peltier-Elementen lassen sich sehr einfach recht scharfe Temperaturübergange zwischen den ersten und den zweiten Feldern einstellen. Ebenso kann der Temperaturunterschied zwischen den weißen Feldern und den schwarzen Feldern in sehr variabler Höhe über den elektrischen Strom, der durch die Peltier-Elemente fließt, eingestellt werden. Es versteht sich, dass anstelle der weißen Felder auch die schwarzen Felder gekühlt und die weißen Felder von den Peltier-Elementen aufgeheizt werden können. Durch eine entsprechende Ansteuerung der Peltier-Elemente lassen sich zudem sehr variabel auch solche Temperaturverteilungen einstellen, die von einer schachbrettartigen Wärmeverteilung abweichen, wenn dies im Rahmen der Kalibrierung zweckmäßig ist.

Claims

Vorrichtung zur Kalibrierung einer optischen Kamera und/oder einer Infrarot-Kamera, insbesondere einer Ferninfrarot-Kamera, die in einem Kraftfahrzeug angeordnet sind, die ein schachbrettartiges Aussehen mit ersten und zweiten Feldern hat, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Felder beheizt oder gekühlt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass hinter den ersten Feldern jeweils ein Peltier-Element vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Peltier-Elemente jeweils derart hinter den ersten Feldern angeordnet sind, dass die ersten Felder gekühlt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Peltier-Elemente jeweils derart hinter den ersten Feldern angeordnet sind, dass die zweiten Felder von den Peltier-Elementen beheizt werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtdicke gebildet aus einem ersten Feld und dem dahinter befindlichen Peltier-Element im Wesentlichen der Dicke des zweiten Felds entspricht.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Felder und die zweiten Felder jeweils durch quadratische Metallplatten gebildet sind, die kühlende Seite des Peltier-Elements jeweils mit einer der ersten Felder in thermischem Kontakt steht, und die heizende Seite des Peltier-Elements mit einer tragenden Metallplatte in thermischem Kontakt steht, wobei die ersten Felder jeweils mittelbar über das Peltier-Element und die zweiten Felder jeweils unmittelbar auf der tragenden Metallplatte befestigt sind.
System zur Kalibrierung einer optischen Kamera und/oder einer Infrarot-Kamera, insbesondere einer Ferninfrarot-Kamera, die in einem Kraftfahrzeug angeordnet sind, mit einer Software zur Kalibrierung, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche.