DE102011122335A1

DE102011122335A1 - Kalibriervorrichtung für ein Kameramodul

Info

Publication number: DE102011122335A1
Application number: DE102011122335A
Authority: DE
Inventors: Joo Hyun Kim; Jagarlamudi Veera Yenkata Prasad; Nagaraj AVINASH; Soon Seok Kang
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2013-04-04
Also published as: KR20130035422A; US20130083168A1

Abstract

Es wird eine Kalibriervorrichtung für ein Kameramodul vorgeschlagen, das in der Lage ist, einen Unterschied der optischen Eigenschaften zwischen linken und rechten Bildern eines binokularen Kameramoduls in Echtzeit zu kalibrieren durch Aufnehmen von Bildern einer Mehrzahl von drehbaren Prüfplatten. Die Kalibriervorrichtung eines Kameramoduls umfasst: eine Testeinheit umfassend zwei oder mehr aneinander angeschlossene Prüfplatten, die Prüfplatten weisen Bilder auf, die mittels eines Kameramoduls aufgenommen wurden und die in einem festgelegten Winkel verdreht sind; und eine Kalibriereinheit zum Empfangen der Bilder der Prüfplatten, die von dem Kameramodul aufgenommen wurden und zum Kalibrieren deren optischer Eigenschaften.

Description

Bezugnahme auf verwandte Anmeldungen
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung KR 10-2011-0099717 , die am 30. September 2011 beim koreanischen Amt für geistiges Eigentum eingereicht wurde und deren Offenbarung in der vorliegenden Anmeldung durch Bezugnahme enthalten ist.
Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kalibriervorrichtung für ein Kameramodul, die in der Lage ist, die optischen Eigenschaften eines aufgenommenen Bilds in Echtzeit zu kalibrieren.
Beschreibung des Standes der Technik
In jüngster Zeit hat die Verbreitung von 3D-Fernsehern, 3D-Monitoren und dergleichen die Entwicklung einer 3D-Kamera zum Aufnehmen dreidimensionaler Inhalte und für die Produktion dreidimensionaler Inhalte gefördert.
Unterschiedliche Methoden wurden entwickelt, um eine 3D-Kamera umzusetzen und im Allgemeinen wird eine binokuläre Kamera, die zwei Bildsensoren und zwei Linsen aufweist, üblicherweise benutzt, da sie relativ kostengünstig ist und einfach hergestellt werden kann. Zwei Bilder, die eine binokuläre Disparität ähnlich wie diejenige der menschlichen Augen aufweisen, können durch die Benutzung einer derartigen binokulären Kamera erhalten werden, und 3D-stereoskopische Bilder können betrachtet werden, indem die mittels der binokulären Kamera aufgenommen Bilder mit einem Gerät betrachtet werden, das für eine 3D-Anzeige geeignet ist, wie ein 3D-Fernseher, ein 3D-Monitor oder dergleichen.
Die binokuläre Kamera nimmt Bilder auf mit zwei Kameramodulen, die jeweils einen Bildsensor und eine Linse aufweisen, und wenn ein Positionsfehler in den zwei Kameramodulen auftritt beim Aufnehmen von Bildern während des Zusammenbaus, tritt auch in dem aufgenommenen Bild ein Positionsfehler auf, wodurch bei einem Betrachter ein Schwindelgefühl erzeugt wird, so dass dieser visuelle Unannehmlichkeiten erfährt. Ebenso können Betriebsbedingungen bezüglich einer automatischen Belichtung und eines automatischen Weißausgleichs des Bildsensors, der die Bilder verarbeitet, geändert werden wegen des Unterschieds des Lichtwinkels der beiden Kameramodule, was dazu führt, dass das linke und das rechte Bild unterschiedlich erfasste Farb- und Helligkeitsstufen aufweisen, was ebenso dazu führen kann, dass beim Betrachter Schwindelgefühle auftreten und dieser eine visuell unangenehme Erfahrung macht.
Hintergrund der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kalibriervorrichtung für ein Kameramodul anzugeben, das zum Kalibrieren eines Unterschieds der optischen Eigenschaften zwischen dem linken und dem rechten Bild eines binokulären Kameramoduls ausgebildet ist durch Aufnehmen von Bildern einer Mehrzahl von drehbaren Prüfplatten.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Kalibriervorrichtung für ein Kameramodul vorgesehen, umfassend: eine Testeinheit umfassend zwei oder mehr gegenseitig angeschlossene Prüfplatten, die Prüfplatten weisen mittels eines Kameramoduls aufgenommene Bilder auf, die um einen festgelegten Winkel verdreht sind; und eine Kalibriereinheit zum Empfangen der Bilder der Prüfplatten, die mittels des Kameramoduls aufgenommen worden sind zum Kalibrieren deren optischer Eigenschaften.
Die Testeinheit kann eine Prüfplatteneinheit umfassen, wobei die Prüfplatten entsprechende Testbilder umfassen, die die durch das Kameramodul aufgenommenen Bilder aufweisen, wobei wenigstens Abschnitte der entsprechenden Prüfplatten in Umfangsrichtung verbunden sind; und eine Antriebseinheit zum Drehen der Prüfplatteneinheit um einen festgelegten Winkel.
Die Prüfplatteneinheit kann fünf Prüfplatten umfassen, von denen wenigstens Abschnitte in Umfangsrichtung verbunden sind.
Jede der Prüfplatten Linie eine Linie aus einer festgelegten Farbe aufweisen, die in Umfangsrichtung jeder Prüfplatte ausgebildet ist.
Das Kameramodul kann ein binokulares Kameramodul sein.
Das binokulare Kameramodul kann eine binokulare Bildaufnahmeeinheit umfassen zum Aufnehmen der Bilder der Prüfplatten und zum Übertragen der aufgenommenen Bilder an die Kalibriereinheit; eine Speichereinheit zum Speichern eines Kalibrierwerts von der Kalibriereinheit; und eine Positionskalibriereinheit zum Kalibrieren der aufgenommenen Bilder der binokulären Bildaufnahmeeinheit gemäß dem Kalibrierwert von der Speichereinheit.
Das binokulare Kameramodul kann ferner eine Farbkalibriereinheit aufweisen zum Kalibrieren von Farbniveaus der von der Positionskalibriereinheit kalibrierten Bilder.
Die Kalibriereinheit kann eine gestörte optische Achse, ein Farbniveau oder ein Helligkeitsniveau zwischen den linken und rechten Bildern, die von dem binokularen Kameramodul aufgenommen worden sind, kalibrieren.
Die Kalibriereinheit kann die optischen Eigenschaften der Bilder der Prüfplatten kalibrieren, die von dem binokularen Kameramodul gemäß einem Algorithmus aufgenommen wurden, der unter der Bezeichnung „Comparison of Stereo Matching Algorithms for Mobile Robots” von Annika Kuhl und mittels eines Algorithmus aufgenommen worden ist, der unter der Bezeichnung „Flexible New Technique for Camera Calibration” von Zhengyou Zhang bekannt ist.
Die Kalibriereinheit kann die optischen Eigenschaften von fünfzehn Bildern der Prüfplatten kalibrieren, die mittels des binokulären Kameramoduls aufgenommen wurden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figurenbeschreibung unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen erläutert, in denen:
1 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Kalibriervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2A–2C und 3 sind Ansichten, die Beispiele von Prüfplatten zeigen, die in einer Kalibriervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung benutzt werden;
4 ist eine Ansicht und zeigt ein Kalibrierverfahren einer Kalibriervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5A und 5B sind Ansichten und zeigen linke und rechte Bilder, die jeweils eine gestörte optische Achse aufweisen;
6A und 6B sind Ansichten und zeigen kalibrierte linke und rechte Bilder;
7A und 7B sind Ansichten, die linke und rechte Bilder zeigen, die unterschiedliche Farben besitzen;
8A und 8B sind Ansichten und zeigen kalibrierte linke und rechte Bilder; und
9 und 10 sind graphische Darstellungen und zeigen die Verarbeitungszeit und den Pixelfehler gemäß der Anzahl der Bildblätter.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Ausgangsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nun im Detail unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Kalibriervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf 1 kann eine Kalibriervorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Testeinheit 110 und eine Kalibriereinheit 120 umfassen. Die Kalibriervorrichtung 100 kann Bilder kalibrieren, die durch ein Kameramodul 130 aufgenommen wurden.
Die Testeinheit 110 kann eine Prüfplatteneinheit 111 und eine Antriebseinheit 112 umfassen.
Die Prüfplatteneinheit 111 kann eine Mehrzahl von Prüfplatten umfassen. Jede der mehreren Prüfplatten kann ein Testbild aufweisen, das von dem Kameramodul 130 aufgenommene Bilder aufweist. Wenigstens Abschnitte der mehreren Prüfplatten können in Umfangsrichtung miteinander verbunden sein. Beispielsweise, wenn die Prüfplatten eine viereckige Form mit einer bestimmten Breite und einer bestimmten Länge aufweisen, kann eine horizontale Facette oder eine vertikale Facette der mehreren Prüfplatten verbunden sein.
Wie beschrieben können, wenn die Prüfplatten eine viereckige Form aufweisen, fünf Prüfplatten miteinander verbunden sein. Basierend auf einer zentralen Prüfplatte, können nämlich horizontale und vertikale Facetten der zentralen Prüfplatte mit einer entsprechenden horizontalen oder vertikalen Facette der übrigen Prüfplatten verbunden sein, so dass fünf Prüfplatten miteinander verbunden sein können. Dementsprechend, wenn das Kameramodul 130 eine einzelne Bildaufnahme durchführt, kann eine Mehrzahl von Testbildern simultan erhalten werden, insbesondere 35 Testbilder.
Die Antriebseinheit 112 kann die Prüfplatteneinheit 111 in einem festgelegten Winkel drehen. Um die optischen Eigenschaften in dem Kameramodul 130 zu kalibrieren, sollten mehrere Blätter von Testbildern aufgenommen werden. Im Allgemeinen nimmt das binokuläre Kameramodul 130 fünfzehn linke und fünfzehn rechte Bilder auf und kalibriert deren optische Eigenschaften. Dabei nimmt das binokuläre Kameramodul 130 einen Testbildsatz auf durch Aufnehmen eines Bilds aus unterschiedlichen Richtungen, und die Antriebseinheit 112 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dreht die mehreren miteinander verbundenen Prüfplatten in eine festgelegte Richtung.
Die 2A–2C und 3 sind Ansichten und zeigen Beispiele von Prüfplatten, die in einer Kalibriervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Beispielsweise, wie in den 2A–2C gezeigt ist, kann die Antriebseinheit 112 die Prüfplatten um –45°, 0°, und +45° drehen, um dem Kameramodul 130 das einfache Aufnehmen von Testbildern zu ermöglichen. Wenn die fünf Prüfplatten in drei Richtungen gedreht werden, können einfach fünfzehn Bilder zum Kalibrieren deren optischer Eigenschaften aufgenommen werden. Im Hinblick auf die zuvor erwähnten Drehwinkel können unterschiedliche Drehwinkel ausgewählt werden.
Wie oben beschrieben wurde, werden die Bilder der fünf Prüfplatten in einem einzigen Bildaufnahmeschritt aufgenommen, um dadurch insgesamt drei Bildblätter aufzunehmen. Da die Bildblätter vergrößert sind, erhöht sich die Bildverarbeitungszeit, wie in den 9 und 10 gezeigt ist. Unter Bezugnahme auf 9 wird darauf hingewiesen, dass die Bildverarbeitungszeit sich nicht stark erhöht hat im Vergleich zu fünf Bildblättern, und unter Bezugnahme auf 10 wird darauf hingewiesen, dass der Pixelfehler bei drei bis fünf Bildblättern am kleinsten ist.

Der Grund für das Aufnehmen von insgesamt fünfzehn Bildern durch Erhalten von drei Bildblättern wird in der Tabelle unten gezeigt. [Tabelle]

Bildpaare	Zeit	Pixelfehler
1	1.406	1.500014
2	3.375	0.943246
3	5.36	0.85666
4	9.484	0.859471
5	13.266	0.841277
6	25.953	0.945735
7	32.563	0.915687
8	47.031	1.15406
9	57.643	1.107417
10	79.565	1.282892

Wie in der obigen Tabelle gezeigt ist, wird darauf hingewiesen, dass das Aufnehmen von drei Bildblättern ein optimaler Wert ist unter Berücksichtigung der Zeit und von Pixelfehlern.
Ein Testbild ist in der Prüfplatte ausgebildet. Um dem Kameramodul 130 zu ermöglichen, das Testbild akkurat zu erkennen, kann eine Linie einer festgelegten Farbe, z. B. eine rote Linie, entlang des Umfangs des Testbilds ausgebildet sein.
4 ist eine Ansicht und zeigt ein Kalibrierverfahren der Kalibriervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Unter Bezugnahme auf die 1–4 nehmen in der Kalibriervorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine linke Kamera 131a und eine rechte Kamera 131b einer binokulären Bildaufnahmeeinheit 131 des Kameramoduls 130 Testbilder auf und zu diesem Zweck können die fünf Prüfplatten, die jeweils ein Testbild aufweisen, miteinander verbunden sein und in drei Richtungen in der Prüfplatte 111 der Testeinheit 110 gedreht werden. Die linke Kamera 131a und die rechte Kamera 131b können fünfzehn Testbilder aufnehmen. Die aufgenommenen Bilder können an die Kalibriereinheit 120 übertragen werden. Die Kalibriereinheit 120 kann eine optische Differenz zwischen den aufgenommenen linken und rechten Bildern kalibrieren und dieselbe zu einer Speichereinheit 132 übertragen. Die Speichereinheit 132 kann die empfangenen Bilder an eine Positionskalibriereinheit 133 übertragen, so dass die aufgenommenen Bilder gemäß einem Kalibrierwert kalibriert werden können. Zusätzlich kann eine Farbkalibriereinheit 134 die Farbe der aufgenommenen linken und rechten Bilder kalibrieren.
Die 5A und 5B sind Ansichten und zeigen linke und rechte Bilder, die jeweils eine verzerrte optische Achse aufweisen und die 6A und 6B sind Ansichten, die kalibrierte linke und rechte Bilder zeigen.
Wie in 5 gezeigt ist, können die von der linken Kamera 131a und der rechten Kamera 131b des Kameramoduls 130 aufgenommenen Bilder eine verzerrte optische Achse aufweisen und die Kalibriereinheit 120 kann einen Kalibrierwert zum Kalibrieren der verzerrten optischen Achsen zwischen dem linken und dem rechten Bild extrahieren.
Die Kalibriereinheit 120 kann einen Kalibrierwert von den fünfzehn linken und rechten Bildern extrahieren, die von dem Kameramodul 130 erhalten wurden. Dabei kann die Kalibriereinheit 120 den Kalibrierwert von den fünfzehn linken und rechten Bildern extrahieren, die von dem Kameramodul 130 erhalten wurden durch einen Algorithmus, der unter der Bezeichnung „Comparison of Stereo Matching Algorithms for Mobile Robots” von Annika Kuhl bekannt ist und durch einen Algorithmus, der als „Flexible New Technique for Camera Calibration” von Zhengyou Zhang bekannt ist.
Im Einzelnen kann die Kalibriereinheit 120 erste bis vierte optische charakteristische Werte der linken und rechten Kamera von den fünfzehn linken und rechten Bildern extrahieren, die von dem Kameramodul 130 erhalten wurden. Dabei können die ersten bis vierten optischen charakteristischen Werte durch die folgende unten stehende Gleichung 1 definiert und ausgedrückt werden: [Gleichung 1]
Dabei sind Mnew, Mold, D und R erste bis vierte optische charakteristische Werte. In Gleichung 1 ist fx der ersten und zweiten optischen charakteristischen Werte Mnew und Mold ein Wert, der erhalten wird durch Teilen der Brennweite der Kamera durch eine physikalische horizontale Länge des Bildsensors, fy ist ein Wert, der erhalten wird durch Teilen der Brennweite der Kamera durch eine physikalische vertikale Länge des Bildsensors, Cx ist die horizontale Position der Mittelkoordinaten der Kamera, und Cy ist eine vertikale Position der Mittelkoordinaten der Kamera. k1, k2, p1, p2 und k3 der dritten optischen charakteristischen Werte D sind Verzerrungskoeffizienten der Kameralinse, und R11, R12, R13, R21, R22, R23, R31, R32 und R33 des vierten optischen charakteristischen Werts R sind Umwandlungskoeffizienten zum Kompensieren eines Positionsfehlers der linken Kamera und der rechten Kamera.
Die ersten bis vierten optischen charakteristischen Werte können extrahiert werden gemäß einem Algorithmus, der bekannt ist als „Comparison of Stereo Matching Algorithms for Mobile Robots” von Arnika Kuhl und einen Algorithmus, der bekannt ist als „Flexible New Technique for Camera Calibration” von Zheng-you Zhang.
Um die verzerrten optischen Achsen der linken und rechten Bilder zu kalibrieren durch Benutzen der ersten bis vierten optischen charakteristischen Werte wird ein Verfahren der unten gezeigten Gleichung 2 benutzt. x = (u – C'_x)/f'_x y = (v – C'_y)/f'_y [Gleichung 2]
Dabei bezeichnet u die horizontalen Koordinaten eines Eingabepixels und v sind die vertikalen Koordinaten des eingegebenen Pixels.
Darauf basierend kann ein Positionsfehler der linken und der rechten Kamera ausgeglichen werden, wie durch die unten gezeigte Gleichung 3 ausgedrückt wird: [X Y W]^T = R^–1[x y 1]^T [Gleichung 3]
Dabei ist W ein skalarer Faktor, und X und Y können normalisiert werden durch Benutzen des Skalierungsfaktors, der durch die unten gezeigte Gleichung 4 ausgedrückt wird: x' = X/W y' = Y/W [Gleichung 4]
Eine Kompensation einer Linsenverzerrung der normalisierten x', y' kann durchgeführt werden, wie durch die unten gezeigte Gleichung 5 ausgedrückt wird: X'' = x'(1 + k₁r² + k₂r⁴ + k₃r⁶) + 2p₁x'y' + p₂(r² + 2x'²) y'' = y'(1 + k₁r² + k₂r⁴ + k₃r⁶) + p₁(r² + 2y'²) + 2p₂x'y') [Gleichung 5]
Die Koordinaten der Kameras, deren Position und Linsenverzerrung kompensiert wurden, wie durch Gleichung 5 ausgedrückt wird, können in Bildkoordinaten umgewandelt werden, wie durch Gleichung 6 ausgedrückt wird, um endgültige Bildkoordinaten zu erhalten. u_uc = x''f_x + C_x v_uc = y''f_y + C_y [Gleichung 6]
Dabei bezeichnen u_uc und v_uc Positionen, an die die Koordinaten u, v des Originalbilds verschoben werden sollen. Beispielsweise, wenn die Bildkoordinaten (u, v) (1, 1) sind, bedeutet dies einen ersten Pixel einer ersten Linie eines aufgenommenen Bilds, und in diesem Fall, wenn die endgültigen Bildkoordinaten (u_uc, v_vc), wie durch Gleichung 6 ausgedrückt wird, (3, 4) sind, bedeutet es, dass die Pixeldaten (1, 1) an die Position (3, 4) verschoben werden sollten. Die Positionskalibriereinheit 133 kalibriert die Position der Pixeldaten des aufgenommenen Bilds gemäß dem Kalibrierwert, der in der Speichereinheit 132 gespeichert ist, um auf diese Weise die verzerrten optischen Achsen der linken und rechten Bilder zu kalibrieren.
Dementsprechend wird darauf hingewiesen, dass die linken und rechten Bilder, die die verzerrten optischen Achsen aufweisen, wie in 5 gezeigt ist, so kalibriert werden, dass die Positionen der linken und rechten Bilder konsistent sind, wie in 6 gezeigt ist.
Die 7A und 7B sind Ansichten, die linke und rechte Bilder zeigen, die unterschiedliche Farbstufen aufweisen, und die 8A und 8B sind Ansichten, die kalibrierte linke und rechte Bilder zeigen.
Bezug nehmend auf 1 können Ansichten, die durch die hinke und die rechte Kamera 131a, 131b, des Kameramoduls 130 aufgenommen worden sind, unterschiedlich sein wegen der binokularen Disparität, wodurch sich linke und rechte Bilder ergeben, die unterschiedliche Helligkeiten und Farben aufweisen. Die Farbkalibriereinheit 134 kann den Unterschied der Farbstufen zwischen den aufgenommenen linken und rechten Bildern kalibrieren.
Die Farbkalibriereinheit 134 kann den Unterschied der Farbstufen kalibrieren durch Benutzen des Farbraums YCbCr, wie durch die unten stehende Gleichung 7 ausgedrückt wird: Y_mean_left = Y_sum_left/total_pixel_number Cb_mean_left = Y_sum_left/total_pixel_number Cr_mean_left = Y_sum_left/total_pixel_number Y_mean_right = Y_sum_right/total_pixel_number Cb_mean_right = Y_sum_right/total_pixel_number Cr_mean_right = Y_sum_right/total_pixel_number [Gleichung 7]
Dabei ist Y ein Helligkeitsniveau und Cb und Cr sind Farbdifferenzsignale. Entsprechende durchschnittliche Y-, Cb- und Cr-Werte de linken und rechten Bilder können erhalten werden.
Um das Bild der rechten Kamera basierend auf der Farbe und dem Helligkeitsniveau des Bilds der linken Kamera zu kalibrieren, wird der Unterschied zwischen den entsprechenden durchschnittlichen V-, Cb- und Cr-Werten zwischen den linken und rechten Bildern erhalten und normalisiert, wie durch die unten stehende Gleichung 8 ausgedrückt wird: Y_right_diff = (Y_mean_left – Y_mean_right)/L Cb_right_diff = (Cb_mean_left – Cb_mean_right)/L Cr_right_diff = (Cr_mean_left – Cr_mean_right)/L [Gleichung 8]
Dabei dient L zum Normalisieren der Differenz der Werte und beispielsweise, in dem Fall eines 8-Bit-Bildsignals, kann L zu 256 gesetzt werden.
Um das Bild der rechten Kamera basierend auf der Farbe und dem Helligkeitsniveau des Bilds der linken Kamera zu kalibrieren, kann es wie in der unten stehenden Gleichung 9 ausgedrückt verarbeitet werden: Y_right_output = (1 + Y_right_diff)·Y_right_input Cb_right_output = (1 + Cb_right_diff)·Cb_right_input Cr_right_output = (1 + Cr_right_diff)·Cr_right_input [Gleichung 9]
Dabei ist Y-right_input das Helligkeitsniveau eines eingegebenen Pixels der rechten Kamera, und Y-right_output ist die kalibrierte Helligkeitsstufe der rechten Kamera. Da das Bild der rechten Kamera basierend auf dem Bild der linken Kamera kalibriert wird, wird das Bild der linken Kamera nicht kalibriert. Gemäß dem zuvor beschriebenen Verfahren kann das Bild der linken Kamera kalibriert werden basierend auf dem Bild der rechten Kamera, und in diesem Fall können „links” und „rechts” in den Gleichungen 8 und 9 austauschbar angewendet werden.
Die Farbkalibriereinheit 134 kann die Helligkeits- und Farbstufen des rechten Bilds oder des linken Bilds kalibrieren basierend auf den Helligkeits- und Farbstufen des linken Bilds oder des rechten Bilds gemäß dem gespeicherten Kalibrierwert.
Dementsprechend können die linken und rechten Bilder, die unterschiedliche Farbstufen aufweisen, wie in 7 gezeigt ist, in linke und rechte Bilder kalibriert werden, die eine konsistente Farbstufe aufweisen, wie in 8 gezeigt ist.
Auf diese Weise kann gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung der Unterschied der optischen Eigenschaften zwischen linken und rechten Bildern eines binokulären Kameramoduls in Echtzeit kalibriert werden durch Aufnehmen von Bildern einer Mehrzahl von drehbaren Prüfplatten.
Wie oben beschrieben wurde, kann gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung der Unterschied der optischen Eigenschaften zwischen linken und rechten Bildern eines binokulären Kameramoduls in Echtzeit kalibriert werden durch Aufnehmen der Bilder von mehreren drehbaren Prüfplatten, wodurch die verzerrten optischen Achsen der linken und rechten Bilder sowie die Unterschiede des Farbniveaus und des Helligkeitsniveaus kalibriert werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit den Ausführungsbeispielen gezeigt und beschrieben wurde, ist es für einen Fachmann auf diesem Gebiet klar, dass Änderungen und Abweichungen möglich sind, ohne die Idee und den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, der durch die zugehörigen Patentansprüche definiert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

KR 10-2011-0099717 [0001]

Claims

Kalibriervorrichtung für ein Kameramodul, die Vorrichtung umfasst: eine Testeinheit umfassend zwei oder mehr gegenseitig angeschlossene Prüfplatten, die Prüfplatten weisen mittels eines Kameramoduls aufgenommene Bilder auf, die um einen festgelegten Winkel verdreht sind; und eine Kalibriereinheit zum Empfangen der Bilder der Prüfplatten, die mittels des Kameramoduls aufgenommen worden sind zum Kalibrieren deren optischer Eigenschaften.
Kalibriervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Testeinheit umfasst: eine Prüfplatteneinheit, bei der die Prüfplatten entsprechende Testbilder umfassen, die die durch das Kameramodul aufgenommenen Bilder aufweisen und wobei wenigstens Abschnitte der entsprechenden Prüfplatten entlang einer Umfangslinie miteinander verbunden sind; und eine Antriebseinheit zum Drehen der Prüfplatte um einen festgelegten Winkel.
Kalibriervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfplatteneinheit fünf Prüfplatten aufweist, von denen wenigstens Abschnitte entlang des Umfangs verbunden sind.
Kalibriervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Prüfplatte eine Linie einer festgelegten Farbe aufweist, die entlang des Umfangs aller Testbilder ausgebildet ist.
Kalibriervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kameramodul ein binokulares Kameramodul ist.
Kalibriervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das binokulare Kameramodul umfasst: eine binokulare Bildaufnahmeeinheit zum Aufnehmen der Bilder der Prüfplatten und zum Übertragen der aufgenommenen Bilder an die Kalibriereinheit; eine Speichereinheit zum Speichern eines Kalibrierwerts der Kalibriereinheit; und eine Positionskalibriereinheit zum Kalibrieren der aufgenommenen Bilder der binokularen Bildaufnahmeeinheit gemäß dem Kalibrierwert der Speichereinheit.
Kalibriervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das binokulare Kameramodul ferner eine Farbkalibriereinheit zum Kalibrieren von Farbniveaus der durch die Positionskalibriereinheit kalibrierten Bilder aufweist.
Kalibriervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibriervorrichtung eine gestörte optische Achse, ein Farbniveau oder ein Helligkeitsniveau zwischen linken und rechten Bildern, die von dem binokularen Kameramodul erfasst worden sind, kalibriert.
Kalibriervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibriereinheit die optischen Eigenschaften der Bilder der Prüfplatten kalibriert, die von dem binokularen Kameramodul gemäß einem Algorithmus erfasst worden ist, der als „Comparison of Stereo Matching Algorithms for Mobile Robots” von Annika Kuhl oder als Algorithmus mit der Bezeichnung „Flexible New Technique for Camera Calibration” von Zhengyou Zhang bekannt geworden ist.
Kalibriervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibriereinheit die optischen Eigenschaften von 15 Bildern der Prüfplatten kalibriert, die mittels des binokulären Kameramoduls aufgenommen wurden.