Anzeige
Anzeige
Anzeige

Kamerakalibrierung

In Kameras erfolgt die Abbildung von Objekten der realen Welt auf Bildsensoren nicht in idealer Weise. Die beteiligten mechanischen und optischen Baugruppen fügen beim Prozess der Abbildung vielfältige Abweichungen ein (Abbildungsfehler, Perspektive, schiefe/nicht mittige Lage des Bildsensors usw.), so dass Bilder verzerrt aufgenommen werden. Oft sind die Fehler nur klein und können nicht vom menschlichen Auge erfasst werden. 

Kameraparameter bei der Kamerakalibrierung nach dem Modell von Lenz/Tsai (1987). (Bild: Evotron GmbH & Co. KG)

Kameraparameter bei der Kamerakalibrierung nach dem Modell von Lenz/Tsai (1987). (Bild: Evotron GmbH & Co. KG)

Für präzise Bildverarbeitungsanwendungen müssen Kameras jedoch kalibriert werden. Auf diese Weise wird zwischen den Ausgangsgrößen (Messwerten) und den Eingangsgrößen (wahre Größe des Prüfobjektes) ein determinierter und mathematisch nachvollziehbarer Zusammenhang (Übertragungsfunktion) hergestellt und es ist eine Zuordnung des Messwertes zur Maßverkörperung möglich. Bei der Kamerakalibrierung werden die Kameraparameter bestimmt, mit denen das individuelle mathematische Modell von Kamera und Objektiv in der konkreten Anordnung beschrieben wird. Unter Nutzung des Modells und der ermittelten Kameraparameter können alle Berechnungen der Messwerte der Applikation durchgeführt werden. Je mehr Parameter das Modell enthält, desto genauer arbeitet es, aber desto rechenaufwändiger ist es auch. Häufig verwendet wird das Kameramodell nach Lenz und Tsai mit zwölf Parametern. Es ist gültig für projektive Kameras (mit Perspektivitätszentrum) und Objektiv mit Festbrennweite unter Berücksichtigung der Verzeichnung des Objektivs (linearer Verlauf angenommen). Die Kameraparameter sind sechs innere (interne, intrinsische) Kameraparameter:

  • Kamerakonstante b (Bildweite: Abstand Bildsensor – Hauptpunkt)
  • Pixelpitch px, py
  • radiale Verzeichnung des Objektivs V
  • Hauptpunktkoordinaten Hx‘, Hy‘

…sowie sechs äußere (externe, extrinsische) Kameraparameter:

  • Lage der Kamera mit Objektiv x, y, z in Bezug auf das Weltkoordinatensystem des abzubildenden Objektes
  • Orientierung der Kamera mit Objektiv (, und ) in Bezug auf das Weltkoordinatensystem des abzubildenden Objektes

Die Kamerakalibrierung wird mit speziellen Prüfprogrammen und Kalibriernormalen (typisch Schachbrettmuster oder Punktraster) durchgeführt und bleibt nur so lange bestehen, wie keine Veränderungen am mechanischen und optischen Aufbau vorgenommen werden. Treten Veränderungen auf, stimmen die Kameraparameter nicht mehr und es muss eine erneute Kamerakalibrierung durchgeführt werden.

Anzeige

Empfehlungen der Redaktion

Das könnte Sie auch interessieren

Mit Ansprechzeiten von 0,5ms lässt sich mit dem Weißlicht-Farbsensor FSB10 die Anwesenheit von farbigen Objekten und deren Qualität kontrollieren.‣ weiterlesen

www.di-soric.com

Anzeige

The ultrahigh-speed camera Phantom v1840 provides a very high image quality at 18Gpix/sec. It has the lowest noise floor of any Phantom camera and a high 64dB dynamic range.‣ weiterlesen

www.visionresearchinc.net

Anzeige

NaturalIQ is an AI approach that allows customers to automate subjective camera tuning by learning image quality (IQ) preferences from their own natural image datasets.‣ weiterlesen

www.algolux.com

Der Farbsensor CFO200 hebt die True Color Farberkennungssensoren der Reihe CFO auf eine neue Leistungsstufe. Bei einer Messfrequenz von 20kHz lassen sich 320 Farben in 254 Farbgruppen mit höchster Farbgenauigkeit detektieren.‣ weiterlesen

www.micro-epsilon.de

Anzeige

Nach der Weiterentwicklung des LineFinder IP-Cores, der in der MV1 Kameraserie verwendet wird, hat Photonfocus den IP-Core in vier MV0 Kameramodellen implementiert. ‣ weiterlesen

www.photonfocus.com

Anzeige

Die webbasierte Konfigurationsoberfläche und Ergebnisanzeige machen die Einrichtung der intelligenten Infrarotkameras der IRSX-Serie für thermische Überwachungsaufgaben einfach.‣ weiterlesen

www.automationtechnology.de

Anzeige
Anzeige
Anzeige