RU2199150C2 - Optoelectronic system calibration device - Google Patents
Optoelectronic system calibration device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2199150C2 RU2199150C2 RU2001103097A RU2001103097A RU2199150C2 RU 2199150 C2 RU2199150 C2 RU 2199150C2 RU 2001103097 A RU2001103097 A RU 2001103097A RU 2001103097 A RU2001103097 A RU 2001103097A RU 2199150 C2 RU2199150 C2 RU 2199150C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- video camera
- positioning
- unit
- camera
- system controller
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для корректировки параметров видеокамер при их производстве или для позиционирования видеокамеры, работающей в составе системы технического зрения. The invention relates to computer technology and can be used to adjust the parameters of video cameras during their production or to position a video camera operating as part of a vision system.
Известна оптикоэлектронная система распознавания и ориентации образов (Патент США 4435837, МКИ G 06 K 9/32), состоящая из видеокамеры, микропроцессорного контроллера и блока ориентации видеокамеры. Недостатком этой системы является работа только с плоскими объектами, что снижает область ее применения. Known optoelectronic system for recognition and orientation of images (US Patent 4435837, MKI G 06 K 9/32), consisting of a video camera, microprocessor controller and orientation unit of the camera. The disadvantage of this system is working only with flat objects, which reduces the scope of its application.
Наиболее близким к предлагаемому является двумерное оптическое устройство, реализующее функцию автоматической установки видимой области и повышающее точность измерения путем использования только одной видеокамеры, снабженной контроллером, который осуществляет управление зуммером до тех пор, пока не будет достигнуто заданное значение координат (Япония. Заявка 60-146374, МКИ G 06 K 9/32, 9/20), содержащее видеокамеру, системный контроллер, главную часть, зуммер. Closest to the proposed one is a two-dimensional optical device that implements the automatic installation of the visible region and increases the measurement accuracy by using only one video camera equipped with a controller that controls the buzzer until a specified coordinate value is reached (Japan. Application 60-146374 , MKI G 06 K 9/32, 9/20), containing a video camera, a system controller, a main part, a buzzer.
Недостатком данного устройства является низкая скорость калибровки. The disadvantage of this device is the low calibration speed.
Технической задачей изобретения является повышение скорости калибровки. An object of the invention is to increase the calibration speed.
Техническая задача решается тем, что в устройство, содержащее видеокамеру и системный контроллер, введены блок ориентации, блок управления и блок ввода изображения, причем выход видеокамеры подключен ко входу блока ввода изображения, выход которого соединен со входом системного контроллера, чьи входы-выходы соединены с первой группой соответствующих входов-выходов блока управления, вторая группа входов-выходов которого соединена с соответствующими входами-выходами блока ориентации. The technical problem is solved in that an orientation unit, a control unit and an image input unit are introduced into the device containing the video camera and the system controller, the output of the video camera being connected to the input of the image input unit, the output of which is connected to the input of the system controller, whose inputs and outputs are connected to the first group of corresponding inputs and outputs of the control unit, the second group of inputs and outputs of which are connected to the corresponding inputs and outputs of the orientation unit.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана схема устройства, на фиг.2 - взаимное расположение видеокамеры и эталонного объекта, на фиг.3 - изображения эталонного объекта, на фиг.4 показаны вычисляемые параметры. The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a diagram of the device, figure 2 - the relative position of the camera and the reference object, figure 3 - image of the reference object, figure 4 shows the calculated parameters.
Устройство содержит (фиг.1) видеокамеру 1, блок ввода изображения 2, системный контроллер 3, блок управления 4 и блок ориентации 5, причем выход видеокамеры 1 подключен ко входу блока ввода изображения 2, выход которого соединен со входом системного контроллера 3, чьи входы-выходы соединены с первой группой соответствующих входов-выходов блока управления 4, вторая группа входов-выходов которого соединена с соответствующими входами-выходами блока ориентации 5. The device comprises (Fig. 1) a video camera 1, an image input unit 2, a system controller 3, a control unit 4 and an orientation unit 5, the output of the video camera 1 being connected to the input of the image input unit 2, the output of which is connected to the input of the system controller 3, whose inputs - the outputs are connected to the first group of corresponding inputs and outputs of the control unit 4, the second group of inputs and outputs of which are connected to the corresponding inputs and outputs of the orientation unit 5.
Эталонным объектом является пирамида (фиг.2), обладающая следующими свойствами: основанием является квадрат, "верхняя" вершина проецируется в точку пересечения диагоналей основания, грани пирамиды окрашены в два разных контрастных цвета (использовался черный и белый) так, что противоположные грани имеют одинаковый цвет. Пирамида устанавливается на ровную поверхность однородного цвета, отличного от двух, использованных в пирамиде, в местоположении, где предполагается нахождение исследуемого объекта при дальнейшем использовании оптикоэлектронной системы, или же произвольно, в случае нахождения внутренних параметров видеокамеры 1. Видеокамера 1 крепится на горизонтальной направляющей, по которой перемещается прямолинейно. Кроме того, видеокамера 1 вращается относительно своей оси в горизонтальной плоскости (фиг. 4, угол β) и поворачивается относительно своей точки крепления к горизонтальной направляющей в вертикальной плоскости (фиг.4, угол α). Горизонтальная направляющая закреплена на вертикальной направляющей (фиг.2) и вращается в горизонтальной плоскости (фиг.4, угол γ). Таким образом, параметрами, определяющими расположение видеокамеры 1 над пирамидой, являются:
смещение точки O (х, у), определяемое величинами х и у, относительно точки О' в горизонтальной плоскости П и высота h видеокамеры 1 над плоскостью стола (фиг.4);
углы поворота видеокамеры 1 в горизонтальной (β) и вертикальной (α) плоскостях;
угол поворота горизонтальной направляющей в горизонтальной плоскости (γ);
смещение видеокамеры относительно начала горизонтальной направляющей d (фиг.4).The reference object is a pyramid (Fig. 2) with the following properties: the base is a square, the “top” vertex is projected at the intersection point of the base diagonals, the faces of the pyramid are painted in two different contrasting colors (black and white were used) so that the opposite faces have the same color. The pyramid is mounted on a flat surface of a uniform color, different from the two used in the pyramid, at the location where the object under study is expected to be used with the further use of the optoelectronic system, or optionally, if the internal parameters of the video camera 1 are found. The video camera 1 is mounted on a horizontal guide along which moves rectilinearly. In addition, the video camera 1 rotates about its axis in the horizontal plane (Fig. 4, angle β) and rotates relative to its attachment point to the horizontal guide in the vertical plane (Fig. 4, angle α). The horizontal guide is mounted on a vertical guide (figure 2) and rotates in the horizontal plane (figure 4, angle γ). Thus, the parameters determining the location of the camera 1 above the pyramid are:
the offset of the point O (x, y), determined by the values of x and y, relative to the point O 'in the horizontal plane P and the height h of the video camera 1 above the table plane (Fig. 4);
camera rotation angles 1 in horizontal (β) and vertical (α) planes;
angle of rotation of the horizontal guide in the horizontal plane (γ);
the offset of the camera relative to the beginning of the horizontal guide d (figure 4).
Параметры γ и d необходимы для ориентации камеры в пространстве, но взаимное расположение видеокамеры 1 и эталонного объекта задают параметры х и у, которые выражаются через γ и d:
x = d • sin(γ),
y = d • cos(γ).The parameters γ and d are necessary for the orientation of the camera in space, but the relative position of the video camera 1 and the reference object specify the parameters x and y, which are expressed in terms of γ and d:
x = d • sin (γ),
y = d • cos (γ).
Устройство работает следующим образом. Изображение эталонного объекта (или того места в пространстве, где предполагается его нахождение) поступает с видеокамеры 1 через блок ввода изображения 2 на системный контроллер 3, где изображение обрабатывается и по изображению (фиг.3) находятся параметры (х, у, h, α, β, γ, d). Калибровка состоит из двух основных действий на каждом шаге: определение положения видеокамеры 1 относительно эталонного объекта и последующая переориентация видеокамеры 1 с учетом найденных значений. В начале калибровки рассчитываются смещение точки O (х, у) (фиг.4) относительно О' в горизонтальной плоскости П и высота h над плоскостью стола, углы поворота видеокамеры 1 относительно своей оси в горизонтальной (β) и вертикальной (α) плоскостях. The device operates as follows. The image of the reference object (or the place in the space where it is supposed to be) is received from the video camera 1 through the image input unit 2 to the system controller 3, where the image is processed and the image (Fig. 3) contains the parameters (x, y, h, α , β, γ, d). Calibration consists of two main actions at each step: determining the position of the video camera 1 relative to the reference object and the subsequent reorientation of the video camera 1 taking into account the values found. At the beginning of the calibration, the displacement of the point O (x, y) (Fig. 4) relative to O 'in the horizontal plane P and the height h above the table plane, the angles of rotation of the camera 1 relative to its axis in the horizontal (β) and vertical (α) planes are calculated.
После того как отклонения найдены, их значения с системного контроллера 3 передаются на блок ориентации 4. Выполнение программы системным контроллером 3 приостанавливается до тех пор, пока от блока ориентации 5 через блок управления 4 не поступит сигнал, уведомляющий о переориентации видеокамеры 1. Блок управления 4 формирует сигналы, необходимые для управления двигателями, входящими в состав блока ориентации 5. Блок ориентации 5 путем механического воздействия, оказываемого на видеокамеру 1, изменяет ее положение в пространстве. После переориентации видеокамеры 1 блок ориентации 5 посылает сигнал готовности на блок управления 4, который в свою очередь посылает сигнал готовности на системный контроллер 3. Далее на системный контроллер 3 вновь поступает изображение эталонного объекта, по которому вычисляются параметры х, у, h, α, β, γ, d. В случае наличия отклонений, превосходящих заданные, процесс переориентации видеокамеры 1 повторяется. Иначе дополнительно корректируются оставшиеся небольшие отклонения, после чего калибровка считается завершенной. Таким образом, обратная связь осуществляется по двум каналам - по изображению эталонного объекта и через блок управления 4. After the deviations are found, their values from the system controller 3 are transmitted to the orientation unit 4. The execution of the program by the system controller 3 is suspended until a signal is received from the orientation unit 5 through the control unit 4, notifying the camera 1. The control unit 4 generates the signals necessary for controlling the engines that are part of the orientation unit 5. The orientation unit 5, by mechanical action exerted on the video camera 1, changes its position in space. After reorienting the video camera 1, the orientation unit 5 sends a ready signal to the control unit 4, which in turn sends a ready signal to the system controller 3. Then, the image of the reference object, which calculates the parameters x, y, h, α, is again sent to the system controller 3 β, γ, d. In the case of deviations exceeding the specified ones, the process of reorienting the video camera 1 is repeated. Otherwise, the remaining small deviations are additionally corrected, after which the calibration is considered completed. Thus, feedback is carried out through two channels - the image of the reference object and through the control unit 4.
Предлагаемое решение позволяет настроить оптикоэлектронную систему для работы с объемными объектами, т.е., кроме необходимого расположения видеокамеры в пространстве, подстроить фокус, а также сократить время калибровки оптикоэлектронной системы. The proposed solution allows you to configure the optoelectronic system to work with three-dimensional objects, i.e., in addition to the necessary location of the camera in space, adjust the focus, as well as reduce the calibration time of the optoelectronic system.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001103097A RU2199150C2 (en) | 2001-02-02 | 2001-02-02 | Optoelectronic system calibration device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001103097A RU2199150C2 (en) | 2001-02-02 | 2001-02-02 | Optoelectronic system calibration device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001103097A RU2001103097A (en) | 2003-01-20 |
RU2199150C2 true RU2199150C2 (en) | 2003-02-20 |
Family
ID=20245548
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001103097A RU2199150C2 (en) | 2001-02-02 | 2001-02-02 | Optoelectronic system calibration device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2199150C2 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2584816C1 (en) * | 2015-05-29 | 2016-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ДиСиКон" (ООО "ДСК") | Method and system for reducing positioning error of ptz chamber |
WO2016195533A1 (en) * | 2015-05-29 | 2016-12-08 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Дисикон" | Device for reducing ptz camera positioning error |
WO2017014669A1 (en) * | 2015-07-17 | 2017-01-26 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Дисикон" | Positioning error reduction device for a ptz camera |
RU2662411C2 (en) * | 2014-03-25 | 2018-07-25 | Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК | Method of camera calibration |
RU2677562C2 (en) * | 2013-07-02 | 2019-01-17 | Ги МАРТЕН | System and method for modeling and calibrating imaging device |
RU2691109C1 (en) * | 2015-12-31 | 2019-06-11 | ДжиАрДжи БЭНКИНГ ЭКВИПМЕНТ КО., ЛТД. | Method and apparatus for controlling a camera and financial terminal equipment |
-
2001
- 2001-02-02 RU RU2001103097A patent/RU2199150C2/en active
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2677562C2 (en) * | 2013-07-02 | 2019-01-17 | Ги МАРТЕН | System and method for modeling and calibrating imaging device |
RU2662411C2 (en) * | 2014-03-25 | 2018-07-25 | Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК | Method of camera calibration |
RU2584816C1 (en) * | 2015-05-29 | 2016-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ДиСиКон" (ООО "ДСК") | Method and system for reducing positioning error of ptz chamber |
WO2016195533A1 (en) * | 2015-05-29 | 2016-12-08 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Дисикон" | Device for reducing ptz camera positioning error |
WO2017014669A1 (en) * | 2015-07-17 | 2017-01-26 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Дисикон" | Positioning error reduction device for a ptz camera |
RU2691109C1 (en) * | 2015-12-31 | 2019-06-11 | ДжиАрДжи БЭНКИНГ ЭКВИПМЕНТ КО., ЛТД. | Method and apparatus for controlling a camera and financial terminal equipment |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20210012532A1 (en) | System and method for calibration of machine vision cameras along at least three discrete planes | |
JP2690603B2 (en) | Vision sensor calibration method | |
CN109382821B (en) | Calibration method, calibration system, and program | |
KR101331543B1 (en) | Three-dimensional sensing using speckle patterns | |
US5347363A (en) | External lead shape measurement apparatus for measuring lead shape of semiconductor package by using stereoscopic vision | |
CN105303560B (en) | Robotic laser scanning type weld seam tracking system calibrating method | |
CN104913734B (en) | A kind of mirror-vibrating line laser structured light apparatus for measuring three-dimensional profile and method | |
CN108917646B (en) | Global calibration device and method for multi-vision sensor | |
EP3421930A1 (en) | Three-dimensional shape data and texture information generation system, photographing control program, and three-dimensional shape data and texture information generation method | |
CN109781164A (en) | A kind of static demarcating method of line laser sensor | |
RU2199150C2 (en) | Optoelectronic system calibration device | |
CN106341956B (en) | A kind of fixed camera bearing calibration | |
CN102466478B (en) | System and method for measuring distance of moving object | |
JPH07286820A (en) | Position measuring method using three-dimensional visual sensor, and positional deviation correcting method | |
CN104807405A (en) | Three-dimensional coordinate measurement method based on light ray angle calibration | |
CN102628693A (en) | Method for registering camera spindle and laser beam in parallel | |
CN111044039B (en) | Monocular target area self-adaptive high-precision distance measurement device and method based on IMU | |
JP2927179B2 (en) | 3D shape input device | |
JPH04365586A (en) | Optical axis aligning method and orthogonal axis aligning method for hand eye | |
CN109500817B (en) | 360-Degree vision tracking control system and control method for multi-legged robot | |
CN112361982B (en) | Method and system for extracting three-dimensional data of large-breadth workpiece | |
CN108655596A (en) | A kind of laser-beam welding machine offset galvanometer coordinate positioning | |
JP2982757B2 (en) | 3D shape input device | |
WO1997030572A1 (en) | Process for forming on an opto-electronic transducer a shadow image of at least a part of an electronic component | |
CN111780682B (en) | 3D image acquisition control method based on servo motor |