کالیبراسیون دوربین

کالیبراسیون دوربین

اسلاید 1: 1فصل 4 : کاليبراسيون 35 Slide

اسلاید 2: 2کالیبراسیون دوربينقبل از استفاده از هر دوربینی پارامترهای ثابت دوربین را کالیبره می کنند. منظور از کالیبراسیون تعیین این المانها یا پارامترها می باشد.این پارامترها عبارتست از :1- مختصات نقطه اصلی2- فاصله کانونی دوربین3- پارامترهای اعوجاج عدسی4- مختصات فیدوشال مارکها و فواصل بین آنها

اسلاید 3: 3CALIBRATIONAssignment of numbers to represent properties that describe the metric characteristics of the measurement system and describe the quality of the performanceConceptsComponent concept – assess quality of different components within photogrammetric processSystem concept – take into consideration the whole photogrammetric process

اسلاید 4: 4CALIBRATION (cont.)ClassesLaboratory – outgrowth of manufacturersVisual approach – optical goniometersPhotographic approach – bank of optical collimatorsFieldHorizon method – only horizontal angles measuredFull field method – horizontal & vertical angles measuredStellar method – use star field as controlSystem – results in measurement system from which comparisons can be madePrepare system specifications by precisely defining the measurement systemExercise system by comparing results to known values of higher quality and assess the results

اسلاید 5: 5کالیبراسیون دوربين به روش آزمایشگاهیبیشتر شرکتهای تولید کننده دوربین به دلیل دقیق بودن از روش آزمایشگاهی استفاده می کنند.

اسلاید 6: 6کالیبراسیون دوربين با استفاده از Collimator

اسلاید 7: 7کالیبراسیون دوربين با استفاده از Collimator

اسلاید 8: 8کالیبراسیون دوربين با استفاده از Goniometerدر این روش بر روی صفحه کانونی دوربین یک شبکه مشبک تعبیه می شود و از پشت به آن نور تابانده می شود سپس با استفاده از Goniometer زوایای اشعه های تابیده شده اندازه گیری می شود.

اسلاید 9: 9کالیبراسیون دوربين با استفاده از Goniometer

اسلاید 10: 10کالیبراسیون دوربين با استفاده از Goniometer

اسلاید 11: 11کالیبراسیون دوربين با استفاده از Goniometer

اسلاید 12: 12کالیبراسیون دوربين با استفاده از Goniometer

اسلاید 13: 13OPTICAL GONIOMETERCenter precise grid plate in camera focal planeGrid illuminated from rear and projected through cameral lens Angles to projected grid rays emerging from lens measured with a goniometer

اسلاید 14: 14CAMERA CALIBRATIONDetermine precise & accurate values for elements of interior orientationCalibrated focal length (CFL)Focal length producing mean distribution of lens distortionReally a calibrated principal distanceSymmetric radial lens distortionOccurs along radial lines from principal pointDecentering lens distortionFurther broken into asymmetric radial and tangentialCaused by manufacture imperfections and lens alignment

اسلاید 15: 15CAMERA CALIBRATION (cont.)Principal point locationx-, y-coordinates of principal point w.r.t the fiducial marksFiducial mark coordinatesProvide 2-D positional reference for principal point as well as images on the photoResolutionSharpness or crispnessHighest near centerFocal plane flatnessDeviation of platen from true planeShutter efficiencyAbility to operate correctly

اسلاید 16: 16FOCAL LENGTHNominalfocal length classificationEquivalent (EFL)Effective focal length near center of camera lensCalibrated (CFL)Also called camera constantAdjusted value of EFL – distribute lens distortion over entire field of camera

اسلاید 17: 17PRINCIPAL POINTSIndicated principal point (ipp)“fiducial center” or “center of collimation”Intersection of opposite fiducialsPrincipal point of geometric optics (ppgo)Point on optical axis at which the optical axis intersects the principal plane

اسلاید 18: 18PRINCIPAL POINTS (cont.)Principal point of photogrammetry (ppp)Foot of perpendicular from the interior perspective center to the plane of the photographPrincipal point of autocollimation (ppac)Intersection point of a ray with the plane of the photo for that ray which is perpendicular to the focal plane prior to passing through the lens

اسلاید 19: 19PRINCIPAL POINTS (cont.)Principal point of symmetry (pps)“calibrated principal point”Point in focal plane about which all lens distortion are most nearly symmetricalCan only be approximated when decentering distortion is presentPrincipal point of minimum variance (ppmv)Numerical values adopted for the photo origins in terms of fiducial centered coordinates usually resulting from a least squares adjustment

اسلاید 20: 20COLLIMATOR METHODPhotograph images projected through a number of individual collimators mounted in precisely measured angular arrayCollimator is a lens with a cross mounted on its plane of infinite focus

اسلاید 21: 21COLLIMATOR METHOD (cont.)

اسلاید 22: 22CAMERA CALIBRATION (cont.)Simple approach to calibrationCompute equivalent focal lengths = measured distance from principal point to collimator targetα = angle from principal point to collimator target

اسلاید 23: 23CAMERA CALIBRATION (cont.)Compute diagonals to the other crosseswhere i = 15°, 22.5°, 30°, 37.5°, 45°,Compute distortions at each point

اسلاید 24: 24CAMERA CALIBRATION (cont.)Calibrated focal length one which makes the maximum positive distortion equal to the maximum negative distortion

اسلاید 25: 25CAMERA CALIBRATION (cont.)Example: Given the following data from collimator observations

اسلاید 26: 26CAMERA CALIBRATION (cont.)Solution

اسلاید 27: 27CAMERA CALIBRATION (cont.)Solution

اسلاید 28: 28LINE COUNT METHODPhotograph resolution test patternImages examined under magnificationFind finest set of parallel lines discernableArea Weighted Average Resolution (AWAR)Resolution over entire format

اسلاید 29: 29MODULATION TRANSFER FUNCTIONSpatial frequency is fundamental conceptMeasure of number of cycles of a sinusoidal wave per unit distance

اسلاید 30: 30DIGITAL FRAME CAMERA CALIBRATIONCCD elements essentially fixed in positionInitially, each pixel assumed to be in perfect gridCalibrate using two-dimensional transformationUpper limit of resolution absolutely fixedSampling into discrete elementsMaximum spatial frequency:w = width between centers = max detectable frequency

اسلاید 31: 31DIGITAL FRAME CAMERA ExampleExample: Digital frame camera consists of 5120 x 5120 pixel array. Pixel size = 12 μm. Nominal focal length = 40 mm.What is maximum spatial frequency that can be detected (at image scale)?What is the angular field of view for this camera?

اسلاید 32: 32DIGITAL FRAME CAMERA Example (cont.)Maximum spatial frequencyDiagonal distance dAngular field of view

اسلاید 33: 33خلاصه این فصلانواع روشهای کالیبراسیون

اسلاید 34: 34منابع درسی این فصلINTRODUCTION TO PHOTOGRAMMETRYRobert Burtch (Center for Photogrammetric Training) Ferris State University

اسلاید 35: 35پایان فصل 4

اسلاید 36: 36روشهای کالیبراسیون دوربينروش آزمایشگاهیCollimatorGoniometerروش ستارگانروش صحراییروش حین پرواز

اسلاید 37: 37روش صحرایی و روش حین پروازروش صحرایی : در این روش نیاز به تعدادی نقاط مشخص زمینی برای محاسبه پارامترهای کالیبراسیون است.روش حین پرواز : در این روش پروازهای متعددی بر روی منطقه ای که دارای نقاط مشخص زمینی در جهت های مختلف انجام می گیرد. از این روش قابل بسط دادن به حالتی است که در آن پارامترهای کالیبراسیون همراه با عکسبرداری در یک کار واقعی قابل محاسبه کردن می باشد که به آن Analytical self calibration گفته می شود.