IQ-Calib (automatisierte geometrische und radiometrische Kalibrierung von Industriekameras)

Startete:2012
Ansprechpartner:Ralf Reulke, Martin Misgaiski-Hass, Jan Hieronymus
Mitarbeiter:Ralf Reulke, Jan Hieronymus, Martin Misgaiski-Hass
Erstellung eines Messplatzes zur automatisierten geometrischen und radiometrischen Kalibrierung von Industriekameras.

Für das Projekt IQCalib müssen systematische Eigenschaften von der verwendeten Kameras berücksichtigt und normalisiert werden. Im Rahmen dieses Projektes wird eine Musterkamera eingehend untersucht, um typische Eigenheiten des Kameratyps zu erforschen. In einem zweiten Schritt wird ein Messplatz konzipiert und aufgebaut, mit Hilfe dessen Kameras automatisiert kalibriert, also vermessen, werden können. Untersucht werden unter anderem geometrische Eigenschaften (Verzeichnung) und radiometrische Eigenschaften (Dunkelstrom, Rauschen, Ungleichförmigekeit der Antworten auf Licht). Zusätzlich wird auch die Ablage eines integrierter Lagesensors zur optischen Achse vermessen, um aus den Daten des Lagesensors eine direkte Georeferenzierung abzuleiten.

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Abbildung 1: Laboraufbau
Für die geometrische Kalibration wurde eine Laborwand mit Klebepunkten versehen. Durch die statistische Verteilung der Punkte war es möglich eine Algorithmus zu entwickeln, der die Verwendung von codierte Marker überflüssig macht.
Abbildung 2: Kalibrierwand
Abbildung 2: Kalibrierwand
Die in diesem Projekt verwendeten Kameras müssen auf unendlich fokussiert werden, hierzu wird klassischerweise ein Kollimator mit einem Target verwendet. Allerdings hätte ein professioneller Kollimator mit der benötigten Apertur und Brennweite das Budget weit übertiegen. Daher wurde ein Newton Spiegelteleskop zu einem Kollimator mit einer integrierten beleuchtungseinheit und fest verbauten Target umgebaut. Für die geometrische Kalibration wurde eine Laborwand mit Klebepunkten versehen. Durch die statistische Verteilung der Punkte war es möglich eine Algorithmus zu entwickeln, der die Verwendung von codierte Marker überflüssig macht.
Abbildung 3: Kollimator
Abbildung 3: Kollimator
Zur Flatfieldanalyse wurde eine LED Leuchtscheibe mit einer Kamerahalterung versehen um ein verrutschen zu verhindern. Die vorhandene Inhomogenität der LED Leuchtfläche konnte quantifiziert werden und im Auswerteverfahren kompensiert werden. ,
Abbildung 4: Leuchtfläche
Abbildung 4: Leuchtfläche
Abbildung 4: Leuchtfläche

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