СПОСОБ И СИСТЕМА КАЛИБРОВКИ КАМЕРЫ

1. Система калибровки камеры, содержащая:
источник энергии и калибруемую камеру, при этом по меньшей мере источник энергии или камера установлены на механическом приводе с возможностью перемещения относительно друг друга,
процессор, соединенный с источником энергии, механическим приводом и камерой, при этом процессор запрограммирован на:
управление механическим приводом с целью перемещения по меньшей мере источника энергии или камеры относительно друг друга через множество дискретных точек целевой модели калибровки,
управление камерой в каждой из дискретных точек с целью получения цифрового изображения,
определение параметров дисторсии объектива на каждом изображении,
определение фокусного расстояния камеры, содержащей любой соединенный с камерой объектив, и
определение постороннего положения камеры для каждого изображения.
2. Система по п. 1, в которой процессор способен определять параметры дисторсии объектива путем:
выбора модели коррекции дисторсии и осуществления первоначального расчета параметров этой модели с целью коррекции наблюдаемой дисторсии,
выбора показателя прямолинейности для измерения и представления в количественной форме колинеарных точек на протяжении дискретизированной линии,
использования показателя прямолинейности и уточнения в числовой форме первоначального расчета параметров, пока линии на изображении со скорректированной дисторсией не станут максимально прямыми.
3. Система по п. 1, в которой процессор способен определять фокусное расстояние путем:
выбора первоначального фокусного расстояния,
использования алгоритмов в сочетании с первоначальным фокусным расстоянием, физическими размерами пикселов, координатами источника энергии неискаженного изображения в каждой точке последовательности и точными положениями механического привода в каждой точке последовательности с целью определения положения камеры относительно каждой дискретной точки,
определения того, насколько плотно сгруппированы положения камеры, и
уточнения в числовой форме первоначального фокусного расстояния, пока определенные дискретные точки не будут наиболее плотно упакованы.
4. Система по п. 1, в которой процессор способен определять постороннее положение камеры путем:
создания пучка векторов на геометрической основе,
создания пучка векторов на основе обработки изображений,
выбора показателя для измерения сходства двух пучков векторов, и
уточнения расчетного положения камеры относительно источника энергии с целью доведения до максимума сходства пучков векторов.
5. Система по п. 1, в которой после того, как зарегистрированы цифровые изображения, процессор дополнительно выполняет следующие шаги обработки изображений:
определяет, какие области соседних пикселов на изображении имеют интенсивность, превышающую выбранное пороговое значение,
генерирует список таких областей и пикселов, относящихся к каждой области, с указанием координат и интенсивности пикселов,
удаляет из этого списка любые области, содержащие слишком малое или слишком число большое составляющих пикселов, определенное в зависимости от характеристик камеры, объектива и источника энергии,
удаляет из списка все области, не отвечающие критериям формы, и
определяет центр наибольшей остающейся области.
6. Система по п. 5, в которой процессор способен определять центр путем подгонки эллипса к пикселу области и использования ее центра или путем вычисления центра тяжести пикселов в области.
7. Система по п. 5, в которой критерием формы является симметрия.
8. Система по п. 7, в которой симметрия проверяется путем нахождения поперечного сечения области, образующего наиболее протяженный профиль с точки зрения расстояния от первого обнаруженного пиксела до последнего обнаруженного пиксела, и сравнения этого расстояния с расстоянием, определенным при использовании перпендикуляра к наиболее длинной оси.
9. Система по п. 1, в которой процессор способен управлять механическим приводом с целью его перемещения таким образом, чтобы последовательность точек была поделена на несколько совокупностей, каждая из которых содержит по меньшей мере 3 точки в плоскости и по меньшей мере одну точку вне плоскости, заданной остальными точками.
10. Система по п. 9, в которой процессор способен определять точные относительные смещения этих точек путем использования позиционной обратной связи с механическим приводом.
11. Система по п. 9, в которой каждая совокупность создается путем применения отличающегося поступательного и углового сдвига с шестью степенями свободы к стандартной нетрансформированной совокупности точек с получением новой совокупности дискретных точек, которые имеют такие же относительные положения.
12. Способ калибровки камеры, включающий:
управление механическим приводом для перемещения по меньшей мере источника энергии или камеры относительно друг друга через множество дискретных точек на целевой модели калибровки,
получение цифрового изображения в каждой из дискретных точек с помощью камеры,
определение параметров дисторсии объектива на каждом изображении,
определение фокусного расстояния камеры, содержащей любой соединенный с камерой объектив, и
определение постороннего положения камеры для каждого изображения.
13. Способ по п. 12, в котором определение параметров дисторсии объектива осуществляется путем:
выбора модели коррекции дисторсии и осуществления первоначального расчета параметров этой модели с целью коррекции наблюдаемой дисторсии,
выбора показателя прямолинейности для измерения и представления в количественной форме колинеарных точек на протяжении дискретизированной линии,
использования показателя прямолинейности и уточнения в числовой форме первоначального расчета параметров, пока линии на изображении со скорректированной дисторсией не станут максимально прямыми.
14. Способ по п. 12, в котором фокусное расстояние определяют путем:
выбора первоначального фокусного расстояния,
использования алгоритмов в сочетании с первоначальным фокусным расстоянием, физическими размерами пикселов, координатами источника энергии неискаженного изображения в каждой точке последовательности и точными положениями механического привода в каждой точке последовательности с целью определения положения камеры относительно каждой дискретной точки,
определения того, насколько плотно сгруппированы положения камеры, и
уточнения в числовой форме первоначального фокусного расстояния, пока определенные дискретные точки не будут наиболее плотно упакованы.
15. Способ по п. 12, в котором постороннее положение камеры определяют путем:
создания пучка векторов на геометрической основе,
создания пучка векторов на основе обработки изображений,
выбора показателя для измерения сходства двух пучков векторов, и
уточнения расчетного положения камеры относительно источника энергии с целью доведения до максимума сходства пучков векторов:
16. Способ по п. 15, в котором после того, как зарегистрированы цифровые изображения, дополнительно выполняются следующие шаги обработки изображений:
определяется, какие области соседних пикселов на изображении имеют интенсивность, превышающую выбранное пороговое значение,
генерируется список таких областей и пикселов, относящихся к каждой области, с указанием координат и интенсивности пикселов,
удаляются из этого списка любые области, содержащие слишком малое или слишком число большое составляющих пикселов, определенное в зависимости от характеристик камеры, объектива и источника энергии,
удаляются из списка все области, не отвечающие критериям формы, и
определяется центр наибольшей остающейся области.
17. Способ по п. 16, в котором центр определяется путем подгонки эллипса к пикселу области и использования ее центра или путем вычисления центра тяжести пикселов в области.
18. Способ по п. 16, в котором критерием формы является симметрия.
19. Способ по п. 18, в котором симметрия проверяется путем нахождения поперечного сечения области, образующего наиболее протяженный профиль с точки зрения расстояния от первого обнаруженного пиксела до последнего обнаруженного пиксела, и сравнения этого расстояния с расстоянием, определенным при использовании перпендикуляра к наиболее длинной оси.
20. Способ по п. 12, в котором механический привод перемещается таким образом, чтобы последовательность точек была поделена на несколько совокупностей, каждая из которых содержит по меньшей мере 3 точки в плоскости и по меньшей мере одну точку вне плоскости, заданной остальными точками.
21. Способ по п. 20, в котором точные относительные перемещения этих точек определяются путем использования позиционной обратной связи с механическим приводом.
22. Способ по п. 20, в котором каждая совокупность создается путем применения одной из шести отличающихся степеней свободы поступательного и углового сдвига к стандартной нетрансформированной совокупности точек с получением новой совокупности дискретных точек, которые имеют такие же относительные положения.