RU2806669C1

RU2806669C1 - Тест-объект для оценки коэффициентов радиальной и тангенциальной дисторсии

Info

Publication number: RU2806669C1
Application number: RU2023111549A
Authority: RU
Inventors: Иван Сергеевич Холопов
Filing date: 2023-05-02
Publication date: 2023-11-02

Abstract

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для оценки коэффициентов радиальной и тангенциальной дисторсии объектива камеры. Сущность предлагаемого решения заключается в следующем. Тест-объект для оценки коэффициентов радиальной и тангенциальной дисторсии представляет собой плоское основание с нанесённым калибровочным шаблоном в виде совокупности узловых точек, расположенных на пересечениях равномерно распределенных N_o концентрических окружностей с постоянным шагом по радиусу Δr и N_p радиальных лучей с постоянным шагом по углу Δϕ = 360°/N_p. При этом в углах шаблона дополнительно размещают узловые точки, расположенные в точках пересечения радиальных лучей и N_д дуг окружностей с постоянным шагом по радиусу Δr. Техническим результатом заявленного изобретения является обеспечение проекций узловых точек калибровочного полигона вблизи углов кадра калибруемой камеры. 1 ил.

Description

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для оценки коэффициентов радиальной и тангенциальной дисторсии объектива камеры.

Из уровня техники известен тестовый шаблон для калибровки видеодатчиков многоспектральной системы технического зрения (патент RU 2672466, опубл. 14.11.2018, МПК: G06T 7/80 (2017.01)), содержащий теплопроводящую пластину и электронагревательный элемент, при этом на одной из сторон теплопроводящей пластины сформировано поле из чередующихся в шахматном порядке темных и светлых элементов. Теплопроводящая пластина шаблона выполнена из светлого материала с высокой теплопроводностью, причем темные элементы на ее поверхности выполнены из тонкой полимерной пленки темного цвета в виде правильных многоугольников с определенными размерами, углы которых являются опорными точками тестового шаблона, а электронагревательный элемент, установленный с внутренней стороны теплопроводящей пластины и соразмерный ей, содержит терморегулятор.

К недостаткам тестового шаблона следует отнести необходимость высокоточного нанесения полимерной пленки для формирования шахматного поля многоугольников.

Известен калибровочный объект, состоящий из двух оснований, образованных пересекающимися плоскостями, на каждой из сторон которых, обращенных к калибруемой камере, нанесено изображение шаблона из как минимум двух концентрических окружностей различного радиуса (патент US 7155030 B2, опубл. 26.12.2006, МПК: G06T 7/80 (2017.01)). Применение данного калибровочного объекта обеспечивает вычисление центральных точек проецируемых изображений и последующее вычисление пиксельных координат оптимальной главной точки и фокусного расстояния ƒ, т.е. элементов матрицы внутренних параметров камеры (Hartley R., Zisserman А. Multiple view geometry in computer vision: 2nd edition. Cambridge: Cambridge University Press, 2003. 656 p.). При этом описание изобретения не содержит упоминания о принципах оценки с помощью указанного калибровочного объекта параметров дисторсии оптической системы камеры.

В качестве прототипа выбран наиболее близкий по совокупности признаков плоский испытательный полигон, применяемый в способе компенсации дисторсии объектива (патент RU 2790055, опубликовано 14.02.2023, МПК: G01M 11/02 (2006.01)). Полигон прототипа представляет собой плоское основание, на которое нанесен калибровочный шаблон в виде совокупности узловых точек расположенных на пересечениях равномерно распределенных N_o концентрических окружностей и N_p радиальных лучей с постоянным шагом по углу Δϕ = 360°/N_p.

Дисторсия наиболее сильно проявляется на углах кадра. Однако радиально-кольцевое размещение узловых точек калибровочного полигона способа прототипа приводит к тому, что по мере удаления от центра шаблона их количество на единицу площади кадра монотонно уменьшается, а вблизи углов кадра узловые точки полигона при его центрировании (согласно порядку применения полигона прототипа в процессе калибровки) в принципе отсутствуют. Это приводит к увеличению погрешности оценивания коэффициентов дисторсии - в первую очередь радиальной - высших порядков с помощью численных методов. Отсутствие узловых точек в углах кадра следует отнести к недостатку полигона прототипа.

Техническая проблема, решаемая созданием заявленного изобретения, заключается в разработке калибровочного тест-объекта с радиально-кольцевым расположением узловых точек, обеспечивающего наличие их проекций вблизи углов кадра калибруемой камеры.

Технический результат изобретения заключается в обеспечении наличия проекций узловых точек калибровочного полигона вблизи углов кадра калибруемой камеры.

Технический результат достигается тем, что на углах плоского основания А калибровочного полигона помимо концентрических окружностей В с равным шагом по радиусу Δr и радиальных лучей С с шагом по углу Δϕ (см. фиг. 1) добавляются N_д дуг окружностей D с тем же шагом по радиусу Δr. Узловые точки располагаются на пересечениях радиальных лучей С, с окружностями В и дугами D.

На фиг. 1 показан пример тест-объекта с параметрами: N_o=7, N_p=32 и N_д=3.

Дополнительные узловые точки, размещаемые на дугах вблизи углов кадра, обеспечивают дополнительные данные для оценки коэффициентов дисторсии с помощью численных методов.

Claims

Тест-объект для оценки коэффициентов радиальной и тангенциальной дисторсии, представляющий собой плоское основание, на которое нанесен калибровочный шаблон в виде совокупности узловых точек, расположенных на пересечениях равномерно распределенных N_o концентрических окружностей с постоянным шагом по радиусу Δr и N_p радиальных лучей с постоянным шагом по углу Δϕ = 360°/N_p, отличающийся тем, что в углах шаблона дополнительно размещают узловые точки, расположенные в точках пересечения радиальных лучей и N_д дуг окружностей с постоянным шагом по радиусу Δr.