Source: https://investigadores.unison.mx/en/publications/calibraci%C3%B3n-geom%C3%A9trica-de-c%C3%A1mara-termogr%C3%A1fica-y-medici%C3%B3n-planar-d
Timestamp: 2020-07-06 09:59:00+00:00

Document:
Calibración geométrica de cámara termográfica y medición planar de objetos. — Universidad de Sonora
Calibración geométrica de cámara termográfica y medición planar de objetos.
María Elena Anaya Perez, Rolando Flores Ochoa, Carlos Anaya, Rafael Verdugo Miranda, Luis Manuel Lozano Cota
El desarrollo de cámaras termográficas de mayor resolución ha permitido un gran número de aplicaciones de esta tecnología. Una imagen térmica proporciona información de temperatura e información geométrica, siendo esta última poco utilizada y desaprovechada, ya que hoy en día existen pocas aplicaciones geométricas para una cámara termográfica. En este artículo se consideró la cámara termográfica Vario Cam HD como un modelo pinhole para obtener su calibración geométrica, para lo cual se utilizó un patrón sencillo (tablero de ajedrez) similar al utilizado en la calibración geométrica de cámaras RGB. La diferencia de emisividad entre la placa de aluminio y la impresión del patrón es lo que permite a la cámara infrarroja poder distinguir este patrón, aunque estén a la misma temperatura. Después de calibrar la cámara, se midió una moneda de un peso mexicano para verificar las mediciones. Los resultados obtenidos muestran un error porcentual del 2.05 % y 2.22 % para el diámetro de la moneda y para la distancia entre la cámara y el patrón de calibración respectivamente. Se realizó un estudio de Repetibilidad y Reproducibilidad (R&R) en el que se encontró que las monedas contribuyen con el 23.09 % de la variación total, y que el sistema no es capaz de distinguir entre categorías, por lo que no es apto para un sistema 6 sigma debido a la resolución. Sin embargo, la cámara utilizada puede medir y discriminar objetos de diferente tamaño, como una moneda de un peso y una de 50 centavos, ya que la diferencia entre estas monedas es de 4 mm, mayor al 2.05 % de error. En la actualidad existen cámaras termográficas con una mayor resolución a la cámara utilizada en este trabajo, por lo que los valores obtenidos se mejorarían considerablemente al utilizar una cámara con mayor resolución.
La Mecatrónica en México
LMEM-V09-N01-01Final published version, 1.42 MBLicense: Unspecified
http://www.mecamex.net/revistas/LMEM/revistas/LMEM-V09-N02-01.pdf
Anaya Perez, M. E., Flores Ochoa, R., Anaya, C., Verdugo Miranda, R., & Lozano Cota, L. M. (2020). Calibración geométrica de cámara termográfica y medición planar de objetos. La Mecatrónica en México, 9(2), 43-54.
Anaya Perez, María Elena ; Flores Ochoa, Rolando ; Anaya, Carlos ; Verdugo Miranda, Rafael ; Lozano Cota, Luis Manuel. / Calibración geométrica de cámara termográfica y medición planar de objetos. In: La Mecatrónica en México. 2020 ; Vol. 9, No. 2. pp. 43-54.
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keywords = "calibraci{\'o}n geom{\'e}trica, c{\'a}mara termogr{\'a}fica, medici{\'o}n de objeto plano, visi{\'o}n por computadora.",
author = "{Anaya Perez}, {Mar{\'i}a Elena} and {Flores Ochoa}, Rolando and Carlos Anaya and {Verdugo Miranda}, Rafael and {Lozano Cota}, {Luis Manuel}",
note = "I. Ullah et al., “Predictive Maintenance of Power Substation Equipment by Infrared Thermography Using a Machine-Learning Approach,” Energies, vol. 10, no. 12, p. 13, Dec. 2017. O. Faust, U. Rajendra Acharya, E. Y. K. Ng, T. J. Hong, and W. Yu, “Application of infrared thermography in computer aided diagnosis,” Infrared Phys. Technol., vol. 66, pp. 160–175, 2014. [3] S. A. Narod, “Age of diagnosis, tumor size, and survival after breast cancer: implications for mammographic screening,” Breast Cancer Res. Treat., vol. 128, no. 1, pp. 259–266, Jul. 2011. [4] M. Y. Ameca, “Validaci{\'o}n Cuantitativa de Informaci{\'o}n Termogr{\'a}ca para el Pre-diagn{\'o}stico de C{\'a}ncer de Mama - Tesis de Maestr{\'i}a.,” Laboratorio Nacional de Inform{\'a}tica Avanzada, 2012. [5] M. Rodr{\'i}guez-Mart{\'i}n, S. Lag{\"u}ela, D. Gonz{\'a}lez-Aguilera, and J. Mart{\'i}nez, “Thermographic test for the geometric characterization of cracks in welding using IR image rectification,” Autom. Constr., vol. 61, pp. 58–65, Jan. 2016. [6] T. Luhmann, J. Ohm, J. Piechel, and T. Roelfs, “Geometric Calibration of Thermographic Cameras,” in International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 2010, vol. XXXVIII, p. 6. [7] S. Lag{\"u}ela, H. Gonz{\'a}lez-Jorge, J. Armesto, and P. Arias, “Calibration and verification of thermographic cameras for geometric measurements,” Infrared Phys. Technol., vol. 54, no. 2, pp. 92–99, Mar. 2011. [8] S. Prakash, P. Y. Lee, and T. Caelli, “3D mapping of surface temperature using thermal stereo,” in 9th International Conference on Control, Automation, Robotics and Vision, 2006, ICARCV {\textquoteright}06, 2006. [9] S. Prakash, P. Y. Lee, T. Caelli, and T. Raupach, “Robust thermal camera calibration and 3D mapping of object surface temperatures,” in Thermosense XXVIII, 2006, vol. 6205, pp. 182–189. [10] R. Y. Tsai, “A Versatile Camera Calibration Techniaue for High-Accuracy 3D Machine Vision Metrology Using Off-the-shelf TV Cameras and Lenses,” 1987. y 10 m{\'a}s en el art{\'i}culo",
journal = "La Mecatr{\'o}nica en M{\'e}xico",
issn = "2448-7031",
Anaya Perez, ME, Flores Ochoa, R, Anaya, C, Verdugo Miranda, R & Lozano Cota, LM 2020, 'Calibración geométrica de cámara termográfica y medición planar de objetos.', La Mecatrónica en México, vol. 9, no. 2, pp. 43-54.
Calibración geométrica de cámara termográfica y medición planar de objetos. / Anaya Perez, María Elena; Flores Ochoa, Rolando; Anaya, Carlos ; Verdugo Miranda, Rafael; Lozano Cota, Luis Manuel.
In: La Mecatrónica en México, Vol. 9, No. 2, 01.05.2020, p. 43-54.
T1 - Calibración geométrica de cámara termográfica y medición planar de objetos.
AU - Anaya Perez, María Elena
AU - Flores Ochoa, Rolando
AU - Anaya, Carlos
AU - Verdugo Miranda, Rafael
AU - Lozano Cota, Luis Manuel
N1 - I. Ullah et al., “Predictive Maintenance of Power Substation Equipment by Infrared Thermography Using a Machine-Learning Approach,” Energies, vol. 10, no. 12, p. 13, Dec. 2017. O. Faust, U. Rajendra Acharya, E. Y. K. Ng, T. J. Hong, and W. Yu, “Application of infrared thermography in computer aided diagnosis,” Infrared Phys. Technol., vol. 66, pp. 160–175, 2014. [3] S. A. Narod, “Age of diagnosis, tumor size, and survival after breast cancer: implications for mammographic screening,” Breast Cancer Res. Treat., vol. 128, no. 1, pp. 259–266, Jul. 2011. [4] M. Y. Ameca, “Validación Cuantitativa de Información Termográca para el Pre-diagnóstico de Cáncer de Mama - Tesis de Maestría.,” Laboratorio Nacional de Informática Avanzada, 2012. [5] M. Rodríguez-Martín, S. Lagüela, D. González-Aguilera, and J. Martínez, “Thermographic test for the geometric characterization of cracks in welding using IR image rectification,” Autom. Constr., vol. 61, pp. 58–65, Jan. 2016. [6] T. Luhmann, J. Ohm, J. Piechel, and T. Roelfs, “Geometric Calibration of Thermographic Cameras,” in International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 2010, vol. XXXVIII, p. 6. [7] S. Lagüela, H. González-Jorge, J. Armesto, and P. Arias, “Calibration and verification of thermographic cameras for geometric measurements,” Infrared Phys. Technol., vol. 54, no. 2, pp. 92–99, Mar. 2011. [8] S. Prakash, P. Y. Lee, and T. Caelli, “3D mapping of surface temperature using thermal stereo,” in 9th International Conference on Control, Automation, Robotics and Vision, 2006, ICARCV ’06, 2006. [9] S. Prakash, P. Y. Lee, T. Caelli, and T. Raupach, “Robust thermal camera calibration and 3D mapping of object surface temperatures,” in Thermosense XXVIII, 2006, vol. 6205, pp. 182–189. [10] R. Y. Tsai, “A Versatile Camera Calibration Techniaue for High-Accuracy 3D Machine Vision Metrology Using Off-the-shelf TV Cameras and Lenses,” 1987. y 10 más en el artículo
N2 - El desarrollo de cámaras termográficas de mayor resolución ha permitido un gran número de aplicaciones de esta tecnología. Una imagen térmica proporciona información de temperatura e información geométrica, siendo esta última poco utilizada y desaprovechada, ya que hoy en día existen pocas aplicaciones geométricas para una cámara termográfica. En este artículo se consideró la cámara termográfica Vario Cam HD como un modelo pinhole para obtener su calibración geométrica, para lo cual se utilizó un patrón sencillo (tablero de ajedrez) similar al utilizado en la calibración geométrica de cámaras RGB. La diferencia de emisividad entre la placa de aluminio y la impresión del patrón es lo que permite a la cámara infrarroja poder distinguir este patrón, aunque estén a la misma temperatura. Después de calibrar la cámara, se midió una moneda de un peso mexicano para verificar las mediciones. Los resultados obtenidos muestran un error porcentual del 2.05 % y 2.22 % para el diámetro de la moneda y para la distancia entre la cámara y el patrón de calibración respectivamente. Se realizó un estudio de Repetibilidad y Reproducibilidad (R&R) en el que se encontró que las monedas contribuyen con el 23.09 % de la variación total, y que el sistema no es capaz de distinguir entre categorías, por lo que no es apto para un sistema 6 sigma debido a la resolución. Sin embargo, la cámara utilizada puede medir y discriminar objetos de diferente tamaño, como una moneda de un peso y una de 50 centavos, ya que la diferencia entre estas monedas es de 4 mm, mayor al 2.05 % de error. En la actualidad existen cámaras termográficas con una mayor resolución a la cámara utilizada en este trabajo, por lo que los valores obtenidos se mejorarían considerablemente al utilizar una cámara con mayor resolución.
AB - El desarrollo de cámaras termográficas de mayor resolución ha permitido un gran número de aplicaciones de esta tecnología. Una imagen térmica proporciona información de temperatura e información geométrica, siendo esta última poco utilizada y desaprovechada, ya que hoy en día existen pocas aplicaciones geométricas para una cámara termográfica. En este artículo se consideró la cámara termográfica Vario Cam HD como un modelo pinhole para obtener su calibración geométrica, para lo cual se utilizó un patrón sencillo (tablero de ajedrez) similar al utilizado en la calibración geométrica de cámaras RGB. La diferencia de emisividad entre la placa de aluminio y la impresión del patrón es lo que permite a la cámara infrarroja poder distinguir este patrón, aunque estén a la misma temperatura. Después de calibrar la cámara, se midió una moneda de un peso mexicano para verificar las mediciones. Los resultados obtenidos muestran un error porcentual del 2.05 % y 2.22 % para el diámetro de la moneda y para la distancia entre la cámara y el patrón de calibración respectivamente. Se realizó un estudio de Repetibilidad y Reproducibilidad (R&R) en el que se encontró que las monedas contribuyen con el 23.09 % de la variación total, y que el sistema no es capaz de distinguir entre categorías, por lo que no es apto para un sistema 6 sigma debido a la resolución. Sin embargo, la cámara utilizada puede medir y discriminar objetos de diferente tamaño, como una moneda de un peso y una de 50 centavos, ya que la diferencia entre estas monedas es de 4 mm, mayor al 2.05 % de error. En la actualidad existen cámaras termográficas con una mayor resolución a la cámara utilizada en este trabajo, por lo que los valores obtenidos se mejorarían considerablemente al utilizar una cámara con mayor resolución.
KW - calibración geométrica, cámara termográfica, medición de objeto plano, visión por computadora.
UR - http://www.mecamex.net/revistas/LMEM/revistas/LMEM-V09-N02-01.pdf
JO - La Mecatrónica en México
JF - La Mecatrónica en México
SN - 2448-7031
Anaya Perez ME, Flores Ochoa R, Anaya C, Verdugo Miranda R, Lozano Cota LM. Calibración geométrica de cámara termográfica y medición planar de objetos. La Mecatrónica en México. 2020 May 1;9(2):43-54.

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