RU2013141224A

RU2013141224A - Способ и система калибровки камеры

Info

Publication number: RU2013141224A
Application number: RU2013141224/07A
Authority: RU
Inventors: Ясон-Петер ДЕ-ВИЛЛИРС; Яко КРОНЬЕ
Original assignee: Ксир
Priority date: 2012-11-29
Filing date: 2012-11-29
Publication date: 2015-03-20
Also published as: KR20150101484A; WO2014083386A3; WO2014083386A2; EP2926543B1; CN105308627A; KR101857472B1; US9330463B2; IL228659A; RU2601421C2; CN105308627B; ZA201306469B; EP2926543A4; IL228659A0; EP2926543A2; US20150287196A1

Abstract

1. Система калибровки камеры, содержащая:источник энергии и калибруемую камеру, при этом по меньшей мере источник энергии или камера установлены на механическом приводе с возможностью перемещения относительно друг друга,процессор, соединенный с источником энергии, механическим приводом и камерой, при этом процессор запрограммирован на:управление механическим приводом с целью перемещения по меньшей мере источника энергии или камеры относительно друг друга через множество дискретных точек целевой модели калибровки,управление камерой в каждой из дискретных точек с целью получения цифрового изображения,определение параметров дисторсии объектива на каждом изображении,определение фокусного расстояния камеры, содержащей любой соединенный с камерой объектив, иопределение постороннего положения камеры для каждого изображения.2. Система по п. 1, в которой процессор способен определять параметры дисторсии объектива путем:выбора модели коррекции дисторсии и осуществления первоначального расчета параметров этой модели с целью коррекции наблюдаемой дисторсии,выбора показателя прямолинейности для измерения и представления в количественной форме колинеарных точек на протяжении дискретизированной линии,использования показателя прямолинейности и уточнения в числовой форме первоначального расчета параметров, пока линии на изображении со скорректированной дисторсией не станут максимально прямыми.3. Система по п. 1, в которой процессор способен определять фокусное расстояние путем:выбора первоначального фокусного расстояния,использования алгоритмов в сочетании с первоначальным фокусным расстоянием, физ

Claims

1. Система калибровки камеры, содержащая:

источник энергии и калибруемую камеру, при этом по меньшей мере источник энергии или камера установлены на механическом приводе с возможностью перемещения относительно друг друга,

процессор, соединенный с источником энергии, механическим приводом и камерой, при этом процессор запрограммирован на:

управление механическим приводом с целью перемещения по меньшей мере источника энергии или камеры относительно друг друга через множество дискретных точек целевой модели калибровки,

управление камерой в каждой из дискретных точек с целью получения цифрового изображения,

определение параметров дисторсии объектива на каждом изображении,

определение фокусного расстояния камеры, содержащей любой соединенный с камерой объектив, и

определение постороннего положения камеры для каждого изображения.

2. Система по п. 1, в которой процессор способен определять параметры дисторсии объектива путем:

выбора модели коррекции дисторсии и осуществления первоначального расчета параметров этой модели с целью коррекции наблюдаемой дисторсии,

выбора показателя прямолинейности для измерения и представления в количественной форме колинеарных точек на протяжении дискретизированной линии,

использования показателя прямолинейности и уточнения в числовой форме первоначального расчета параметров, пока линии на изображении со скорректированной дисторсией не станут максимально прямыми.

3. Система по п. 1, в которой процессор способен определять фокусное расстояние путем:

выбора первоначального фокусного расстояния,

использования алгоритмов в сочетании с первоначальным фокусным расстоянием, физическими размерами пикселов, координатами источника энергии неискаженного изображения в каждой точке последовательности и точными положениями механического привода в каждой точке последовательности с целью определения положения камеры относительно каждой дискретной точки,

определения того, насколько плотно сгруппированы положения камеры, и

уточнения в числовой форме первоначального фокусного расстояния, пока определенные дискретные точки не будут наиболее плотно упакованы.

4. Система по п. 1, в которой процессор способен определять постороннее положение камеры путем:

создания пучка векторов на геометрической основе,

создания пучка векторов на основе обработки изображений,

выбора показателя для измерения сходства двух пучков векторов, и

уточнения расчетного положения камеры относительно источника энергии с целью доведения до максимума сходства пучков векторов.

5. Система по п. 1, в которой после того, как зарегистрированы цифровые изображения, процессор дополнительно выполняет следующие шаги обработки изображений:

определяет, какие области соседних пикселов на изображении имеют интенсивность, превышающую выбранное пороговое значение,

генерирует список таких областей и пикселов, относящихся к каждой области, с указанием координат и интенсивности пикселов,

удаляет из этого списка любые области, содержащие слишком малое или слишком число большое составляющих пикселов, определенное в зависимости от характеристик камеры, объектива и источника энергии,

удаляет из списка все области, не отвечающие критериям формы, и

определяет центр наибольшей остающейся области.

6. Система по п. 5, в которой процессор способен определять центр путем подгонки эллипса к пикселу области и использования ее центра или путем вычисления центра тяжести пикселов в области.

7. Система по п. 5, в которой критерием формы является симметрия.

8. Система по п. 7, в которой симметрия проверяется путем нахождения поперечного сечения области, образующего наиболее протяженный профиль с точки зрения расстояния от первого обнаруженного пиксела до последнего обнаруженного пиксела, и сравнения этого расстояния с расстоянием, определенным при использовании перпендикуляра к наиболее длинной оси.

9. Система по п. 1, в которой процессор способен управлять механическим приводом с целью его перемещения таким образом, чтобы последовательность точек была поделена на несколько совокупностей, каждая из которых содержит по меньшей мере 3 точки в плоскости и по меньшей мере одну точку вне плоскости, заданной остальными точками.

10. Система по п. 9, в которой процессор способен определять точные относительные смещения этих точек путем использования позиционной обратной связи с механическим приводом.

11. Система по п. 9, в которой каждая совокупность создается путем применения отличающегося поступательного и углового сдвига с шестью степенями свободы к стандартной нетрансформированной совокупности точек с получением новой совокупности дискретных точек, которые имеют такие же относительные положения.

12. Способ калибровки камеры, включающий:

управление механическим приводом для перемещения по меньшей мере источника энергии или камеры относительно друг друга через множество дискретных точек на целевой модели калибровки,

получение цифрового изображения в каждой из дискретных точек с помощью камеры,

13. Способ по п. 12, в котором определение параметров дисторсии объектива осуществляется путем:

14. Способ по п. 12, в котором фокусное расстояние определяют путем:

15. Способ по п. 12, в котором постороннее положение камеры определяют путем:

уточнения расчетного положения камеры относительно источника энергии с целью доведения до максимума сходства пучков векторов:

16. Способ по п. 15, в котором после того, как зарегистрированы цифровые изображения, дополнительно выполняются следующие шаги обработки изображений:

определяется, какие области соседних пикселов на изображении имеют интенсивность, превышающую выбранное пороговое значение,

генерируется список таких областей и пикселов, относящихся к каждой области, с указанием координат и интенсивности пикселов,

удаляются из этого списка любые области, содержащие слишком малое или слишком число большое составляющих пикселов, определенное в зависимости от характеристик камеры, объектива и источника энергии,

удаляются из списка все области, не отвечающие критериям формы, и

определяется центр наибольшей остающейся области.

17. Способ по п. 16, в котором центр определяется путем подгонки эллипса к пикселу области и использования ее центра или путем вычисления центра тяжести пикселов в области.

18. Способ по п. 16, в котором критерием формы является симметрия.

19. Способ по п. 18, в котором симметрия проверяется путем нахождения поперечного сечения области, образующего наиболее протяженный профиль с точки зрения расстояния от первого обнаруженного пиксела до последнего обнаруженного пиксела, и сравнения этого расстояния с расстоянием, определенным при использовании перпендикуляра к наиболее длинной оси.

20. Способ по п. 12, в котором механический привод перемещается таким образом, чтобы последовательность точек была поделена на несколько совокупностей, каждая из которых содержит по меньшей мере 3 точки в плоскости и по меньшей мере одну точку вне плоскости, заданной остальными точками.

21. Способ по п. 20, в котором точные относительные перемещения этих точек определяются путем использования позиционной обратной связи с механическим приводом.

22. Способ по п. 20, в котором каждая совокупность создается путем применения одной из шести отличающихся степеней свободы поступательного и углового сдвига к стандартной нетрансформированной совокупности точек с получением новой совокупности дискретных точек, которые имеют такие же относительные положения.