RU2672466C1 - Test pattern for calibration of video sensors of multispectral vision system - Google Patents

Test pattern for calibration of video sensors of multispectral vision system Download PDF

Info

Publication number
RU2672466C1
RU2672466C1 RU2017145444A RU2017145444A RU2672466C1 RU 2672466 C1 RU2672466 C1 RU 2672466C1 RU 2017145444 A RU2017145444 A RU 2017145444A RU 2017145444 A RU2017145444 A RU 2017145444A RU 2672466 C1 RU2672466 C1 RU 2672466C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat
conducting plate
dark
test pattern
calibration
Prior art date
Application number
RU2017145444A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Алексеевич Кудинов
Олег Вячеславович Павлов
Иван Сергеевич Холопов
Original Assignee
Акционерное общество "Государственный Рязанский приборный завод"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Государственный Рязанский приборный завод" filed Critical Акционерное общество "Государственный Рязанский приборный завод"
Priority to RU2017145444A priority Critical patent/RU2672466C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2672466C1 publication Critical patent/RU2672466C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/80Analysis of captured images to determine intrinsic or extrinsic camera parameters, i.e. camera calibration

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Radiation Pyrometers (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

FIELD: computer equipment.SUBSTANCE: invention relates to the field of computer technology and can be used to determine and bring to the specified values the parameters of video cameras, working in the system of technical vision, consisting of several different spectral video sensors of visible and infrared (IR) wavelength ranges with overlapping fields of view. Test pattern for calibration of video sensors of a multispectral vision system, which contains a heat-conducting plate and an electric heating element, is claimed. Field of alternating staggered dark and light elements is formed on one side of the heat-conducting plate. In this case, the heat-conducting plate is made of a light material with a high thermal conductivity. Moreover, the dark elements on the surface of the heat-conducting plate are made of a thin polymer film of dark color in the form of regular polygons with certain dimensions, the angles of which are the reference points of the test pattern. Electric heating element mounted on the inside of the heat-conducting plate and commensurate with it contains a thermostat.EFFECT: creating a test pattern for calibrating the cameras of the visible and/or infrared ranges, having a simplified design, a small thickness and a short lead time.5 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для определения и приведения к заданным значениям параметров видеокамер, работающих в составе системы технического зрения, состоящей из нескольких разноспектральных видеодатчиков видимого и инфракрасного диапазонов длин волн с перекрывающимися полями зрения.The invention relates to the field of computer technology and can be used to determine and bring to given values of the parameters of cameras operating as part of a technical vision system consisting of several different-spectrum video sensors of visible and infrared wavelength ranges with overlapping fields of view.

Из уровня техники известно устройство для калибровки инфракрасной (тепловизионной) камеры, в котором применяется калибровочный шаблон, представляющий собой щит, на котором через фиксированные расстояния в горизонтальном и вертикальном направлениях натянуты нити накаливания (Методика оценки дисторсии современных инфракрасных систем. В.П. Коваленко, Ю.Г. Веселов, И.В. Карпиков, Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана, серия «Приборостроение», 2011, №1, стр. 98-107). Расстояния между перекрестиями, сформированными пересечениями изображений нитей накаливания, и их координаты в плоскости тестового объекта рассчитываются с помощью лазерного дальномера и теодолита.An apparatus for calibrating an infrared (thermal imaging) camera is known in the prior art, in which a calibration template is used, which is a shield on which incandescent filaments are tensioned over fixed distances in the horizontal and vertical directions (Methodology for assessing the distortion of modern infrared systems. V.P. Kovalenko, Yu.G. Veselov, I.V. Karpikov, Bulletin of MSTU named after N.E.Bauman, series "Instrument Engineering", 2011, No. 1, pp. 98-107). The distances between the crosshairs formed by the intersections of the images of the filament and their coordinates in the plane of the test object are calculated using a laser range finder and theodolite.

Использование данного калибровочного шаблона для калибровки камер видимого диапазона ввиду малой толщины нитей накаливания приводит к низкому их контрасту на фоне щита при поиске перекрестий и, как следствие, ошибкам в вычислении координат опорных точек.The use of this calibration template to calibrate the cameras of the visible range due to the small thickness of the filament leads to their low contrast against the background of the shield when searching for crosshairs and, as a result, errors in calculating the coordinates of reference points.

Известен способ калибровки системы технического зрения из трех видеокамер и устройство для его реализации (патент RU №2382515, опубликовано 20.02.2010, МПК: H04N 5/232, G06K 9/32). В данном изобретении калибровку системы технического зрения осуществляют по калибровочному шаблону, в котором две камеры получают детализированное изображение, а третья является обзорной.A known method of calibrating a vision system of three cameras and a device for its implementation (patent RU No. 2382515, published 02.20.2010, IPC: H04N 5/232, G06K 9/32). In this invention, the calibration of the vision system is carried out according to the calibration template, in which two cameras receive a detailed image, and the third is an overview.

Основным недостатком калибровочного шаблона, применяемого в данном устройстве, является невозможность его использования для одновременной калибровки разноспектральных камер, поскольку высококонтрастное изображение шаблона обеспечивается только для телевизионных камер видимого диапазона длин волн.The main disadvantage of the calibration template used in this device is the inability to use it for simultaneous calibration of multispectral cameras, since a high-contrast image of the template is provided only for television cameras of the visible wavelength range.

Известен шаблон типа «шахматная доска» для калибровки телевизионной и/или инфракрасной видеокамер (заявка US 20090201376 А1 опубликовано 13.08.2009, МПК: H01N 17/00), в котором тепловой контраст для съемки шаблона тепловизионной камерой обеспечивается с помощью элементов Пельтье. Элементы, установленные за темными клетками, охлаждают шаблон; элементы, установленные за светлыми клетками - нагревают. В результате обеспечивается приблизительно одинаковое изображение шаблона на кадрах и телевизионной, и инфракрасной камер. Недостатком шаблона является отсутствие резких границ между клетками на изображении с тепловизионной камеры, поскольку из-за теплообмена не обеспечивается высокий тепловой контраст на границах нагревающего и охлаждающего элементов Пельтье. Это приводит к ошибкам оценивания пиксельных координат опорных точек (углов клеток) и, как следствие, повышает погрешность оценивания параметров инфракрасной камеры.A known type of chessboard type for calibrating television and / or infrared video cameras (application US 20090201376 A1 published August 13, 2009, IPC: H01N 17/00), in which thermal contrast for shooting a template with a thermal imaging camera is provided using Peltier elements. Elements set behind dark cells cool the pattern; elements installed behind light cells - heat up. As a result, approximately the same image of the template is provided on the frames of both television and infrared cameras. The disadvantage of the template is the lack of sharp boundaries between cells in the image from the thermal imaging camera, because due to heat transfer, a high thermal contrast is not provided at the boundaries of the Peltier heating and cooling elements. This leads to errors in estimating the pixel coordinates of reference points (cell angles) and, as a result, increases the error in estimating the parameters of the infrared camera.

Указанного недостатка лишен шаблон для калибровки (патент CN 204695399, опубликовано 29.06.2015, МПК: G06T 7/00), состоящий из теплопроводящей пластины с нанесенным на одну из ее поверхностей изображением шахматного поля, нагревательного элемента в виде плиты и корпуса, в который помещаются теплопроводящая пластина и нагревательный элемент. После включения нагревательного элемента тепловой контраст обеспечивается за счет размещения за темными клетками шахматного поля полостей, заполненных газом или жидкостью с низкой теплопроводностью. Недостатком такого шаблона является сложность изготовления теплопроводящей пластины с полостями и большая толщина шаблона.This drawback lacks a calibration template (patent CN 204695399, published June 29, 2015, IPC: G06T 7/00), consisting of a heat-conducting plate with an image of a chessboard deposited on one of its surfaces, a heating element in the form of a plate and a housing into which heat conducting plate and heating element. After the heating element is turned on, thermal contrast is ensured by placing cavities filled with gas or liquid with low thermal conductivity behind the dark cells of the checkerboard field. The disadvantage of this template is the difficulty of manufacturing a heat-conducting plate with cavities and the large thickness of the template.

В качестве прототипа выбрано наиболее близкое по совокупности признаков устройство для калибровки камер (патент CN 204287725, опубликовано 17.11.2014, МПК: G03B 43/00, G01J 5/52), представляющее собой светлую стеклянную пластину с подогревом, изготовленную из пропускающего инфракрасное излучение оптического стекла, на одной из поверхностей которой формируют изображение типа «шахматная доска» с априорно известной длиной стороны клетки, посредством выемок, выполненных на плоскости пластины, в которые устанавливают квадраты из оптического стекла, не пропускающего инфракрасное излучение, имитирующие темные клетки.As a prototype, the camera calibration device closest to the set of features was selected (patent CN 204287725, published November 17, 2014, IPC: G03B 43/00, G01J 5/52), which is a light glass plate with heating, made of an infrared-transmitting optical radiation glass, on one of the surfaces of which a checkerboard-like image with an a priori known length of the side of the cell is formed by means of recesses made on the plane of the plate, into which squares of optical glass are placed, repenting infrared radiation imitating dark cells.

Недостатками прототипа являются большое время его прогрева перед калибровкой, связанное с низкой теплопроводностью стекла, а также сложность изготовления, связанная с выполнением в основной стеклянной пластине выемок для размещения темных клеток.The disadvantages of the prototype are the long time it warms up before calibration, associated with low thermal conductivity of the glass, as well as the complexity of manufacturing associated with the implementation in the main glass plate of the recesses to accommodate dark cells.

Техническая проблема, решаемая созданием заявленного изобретения, заключается в отсутствии простых в изготовлении и имеющих малое время готовности к работе универсальных шаблонов для одновременной калибровки камер и видимого, и инфракрасного диапазонов с получением высококонтрастного изображения.The technical problem solved by the creation of the claimed invention is the lack of universal templates that are simple to manufacture and have a short readiness for work for simultaneous calibration of cameras and the visible and infrared ranges with obtaining a high-contrast image.

Технический результат изобретения заключается в создании тестового шаблона для калибровки камер видимого и/или инфракрасного диапазонов, имеющего упрощенную конструкцию, малую толщину и малое время готовности к работе.The technical result of the invention is to create a test template for calibrating cameras in the visible and / or infrared ranges, having a simplified design, small thickness and short readiness for work.

Технический результат достигается тем, что тестовый шаблон для калибровки видеодатчиков многоспектральной системы технического зрения содержит теплопроводящую пластину и электронагревательный элемент. На одной из сторон теплопроводящей пластины сформировано поле из чередующихся в шахматном порядке темных и светлых элементов. При этом он отличается от прототипа тем, что теплопроводящая пластина выполнена из светлого материала с высокой теплопроводностью. Причем темные элементы на поверхности теплопроводящей пластины выполнены из тонкой полимерной пленки темного цвета в виде правильных многоугольников определенного размера, углы которых являются опорными точками тестового шаблона. Электронагревательный элемент, установленный с внутренней стороны теплопроводящей пластины и соразмерный ей, содержит терморегулятор.The technical result is achieved in that the test pattern for calibrating the video sensors of a multispectral vision system contains a heat-conducting plate and an electric heating element. On one side of the heat-conducting plate, a field is formed of alternating staggered dark and light elements. Moreover, it differs from the prototype in that the heat-conducting plate is made of light material with high thermal conductivity. Moreover, the dark elements on the surface of the heat-conducting plate are made of a thin polymer film of a dark color in the form of regular polygons of a certain size, the angles of which are the reference points of the test pattern. An electric heating element mounted on the inside of the heat-conducting plate and proportionate to it, contains a temperature controller.

Темные элементы на поверхности светлой теплопроводящей пластины могут быть выполнены в виде одинаковых правильных многоугольников, например, квадратов, треугольников или шестиугольников. Размер многоугольника выбирается таким, чтобы при съемке тестового шаблона с дальности, соответствующей нижней границе глубины резко изображаемого пространства камеры, длина его стороны в пикселях составляла не менее 8-10% от ширины кадра. Для автоматической калибровки камеры количество многоугольников по горизонтали и вертикали должно быть различным.Dark elements on the surface of a light heat-conducting plate can be made in the form of identical regular polygons, for example, squares, triangles or hexagons. The size of the polygon is chosen so that when shooting a test template with a range corresponding to the lower boundary of the depth of the sharply displayed space of the camera, the length of its side in pixels was at least 8-10% of the frame width. For automatic camera calibration, the number of polygons horizontally and vertically should be different.

При больших размерах тестового шаблона с внутренней стороны теплопроводящей пластины могут быть выполнены ребра жесткости.When the test pattern is large, stiffeners can be made on the inside of the heat-conducting plate.

Сущность изобретения поясняется Фиг. 1-7, где:The invention is illustrated in FIG. 1-7, where:

Фиг. 1 - общий вид тестового шаблона для калибровки видеодатчиков многоспектральной системы технического зрения;FIG. 1 is a general view of a test pattern for calibrating video sensors of a multispectral vision system;

Фиг. 2 - изображение тестового шаблона с телевизионной камеры;FIG. 2 is an image of a test pattern from a television camera;

Фиг. 3 - изображение тестового шаблона с тепловизионной камеры;FIG. 3 is an image of a test pattern from a thermal imaging camera;

Фиг. 4 - инвертированный кадр с инфракрасной камеры;FIG. 4 - inverted frame from an infrared camera;

Фиг. 5 - теплопроводящая пластина с элементами в виде квадратов;FIG. 5 - heat-conducting plate with elements in the form of squares;

Фиг. 6 - теплопроводящая пластина с элементами в виде треугольников;FIG. 6 - heat-conducting plate with elements in the form of triangles;

Фиг. 7 - теплопроводящая пластина с элементами в виде шестиугольников;FIG. 7 - a heat-conducting plate with elements in the form of hexagons;

На Фиг. 1 представлена конструкция тестового шаблона для калибровки видеодатчиков многоспектральной системы технического зрения, состоящего из следующих элементов:In FIG. 1 shows the design of a test template for calibrating video sensors of a multispectral vision system, consisting of the following elements:

1 - теплопроводящая пластина,1 - heat transfer plate

2 - электронагревательный элемент,2 - electric heating element,

3 - полимерная пленка,3 - polymer film,

4 - терморегулятор,4 - temperature controller,

5 - ребра жесткости.5 - stiffeners.

Тестовый шаблон для калибровки видеодатчиков многоспектральной системы технического зрения включает теплопроводяшую пластину 1. На одной из сторон светлой теплопроводящей пластины 1, обладающей высокой теплопроводностью, изготавливаемой, например, из алюминия, закрепляют плоский электронагревательный элемент 2. На другой стороне теплопроводящей пластины 1 формируют поле из чередующихся в шахматном порядке темных и светлых элементов путем нанесения на светлую поверхность теплопроводящей пластины 1 элементов из тонкой полимерной пленки 3 темного цвета (например, самоклеящейся виниловой пленки Oracal) с априорно известными размерами. Для предотвращения деформации пленки 3 при перегреве перед электронагревательным элементом 2 устанавливают терморегулятор 4, обеспечивающий автоматическое отключение электронагревательного элемента 2 при достижении максимально допустимой температуры и его включение при снижении температуры тестового шаблона ниже минимальной температуры, при которой не обеспечивается необходимый для калибровки тепловой контраст.A test pattern for calibrating video sensors of a multispectral vision system includes a heat-conducting plate 1. On one side of a light heat-conducting plate 1 having high thermal conductivity, made of, for example, aluminum, a flat electric heating element 2 is fixed. On the other side of the heat-conducting plate 1, an alternating field is formed staggered dark and light elements by applying on the light surface of the heat-conducting plate 1 elements of a thin polymer film 3 dark colors (for example, Oracal self-adhesive vinyl film) with a priori known sizes. To prevent deformation of the film 3 during overheating, a thermostat 4 is installed in front of the electric heating element 2, which automatically shuts off the electric heating element 2 when the maximum permissible temperature is reached and turns it on when the temperature of the test template drops below the minimum temperature at which the thermal contrast required for calibration is not provided.

Для обеспечения плоскостности шаблона больших размеров на его обратной стороне могут быть установлены ребра жесткости 5.To ensure the flatness of the large template, stiffening ribs 5 can be installed on its reverse side.

Темные элементы, выполненные из полимерной пленки, на кадре с инфракрасной камеры формируют изображения с высокой яркостью; не закрытые пленкой светлые элементы формируют изображения с низкой яркостью. Поэтому, чтобы изображения калибровочного шаблона с телевизионной (Фиг. 2) и тепловизионной (Фиг. 3) камер совпадали, перед калибровкой необходимо инвертировать кадр с инфракрасной камеры (Фиг. 4).Dark elements made of a polymer film form images with high brightness in a frame from an infrared camera; light elements not covered by film form images with low brightness. Therefore, so that the images of the calibration template from the television (Fig. 2) and thermal (Fig. 3) cameras coincide, before calibration, it is necessary to invert the frame from the infrared camera (Fig. 4).

Использование темной полимерной пленки 3 на светлой поверхности подогреваемой теплопроводящей пластины 1 позволяет упростить конструкцию, обеспечить малую толщину шаблона и его быстрый прогрев при включении электронагревательного элемента 2.The use of a dark polymer film 3 on the light surface of a heated heat-conducting plate 1 allows us to simplify the design, to provide a small thickness of the template and its quick heating when the electric heating element 2 is turned on.

Поле на поверхности теплопроводящей пластины 1 может быть сформировано из чередующихся в шахматном порядке темных и светлых многоугольников в виде правильных геометрических фигур, например, квадратов (Фиг. 5), треугольников (Фиг. 6) или шестиугольников (Фиг. 7). При этом углы темных многоугольников являются опорными точками тестового шаблона при калибровке видеодатчиков многоспектральной системы технического зрения.The field on the surface of the heat-conducting plate 1 can be formed from alternating staggered dark and light polygons in the form of regular geometric shapes, for example, squares (Fig. 5), triangles (Fig. 6) or hexagons (Fig. 7). The angles of the dark polygons are the reference points of the test pattern when calibrating the video sensors of the multispectral vision system.

Тестовый шаблон для калибровки видеодатчиков многоспектральной системы технического зрения используют следующим образом.A test pattern for calibrating video sensors of a multispectral vision system is used as follows.

Тестовый шаблон для калибровки видеодатчиков многоспектральной системы технического зрения подключают к источнику напряжения, питающего электронагревательный элемент 2. При повышении температуры электронагревательного элемента 2 осуществляется равномерный прогрев теплопроводящей пластины 1. При тепловом контрасте выше порогового (как правило, это значение равно 0,2) тестовый шаблон для калибровки видеодатчиков многоспектральной системы технического зрения устанавливают либо перед одной камерой, либо перед несколькими камерами. Если осуществляется калибровка для определения матрицы внутренних параметров и коэффициентов дисторсии объектива, то используется одна камера. При осуществлении калибровки с целью оценивания взаимного положения оптических осей и оптических центров многоспектральной системы технического зрения тестовый шаблон для калибровки видеодатчиков многоспектральной системы технического зрения устанавливают перед несколькими камерами таким образом, чтобы его изображение целиком попадало в кадр каждой камеры.A test pattern for calibrating video sensors of a multispectral vision system is connected to a voltage source supplying electric heating element 2. When the temperature of electric heating element 2 is increased, the heat-conducting plate 1 is uniformly heated. When the thermal contrast is above the threshold (usually this value is 0.2) test pattern for calibration of video sensors, a multispectral vision system is installed either in front of one camera or in front of several cameras. If calibration is performed to determine the matrix of internal parameters and lens distortion coefficients, then one camera is used. When calibrating to assess the relative position of the optical axes and the optical centers of the multispectral vision system, a test pattern for calibrating the video sensors of the multispectral vision system is installed in front of several cameras so that its image completely fits into the frame of each camera.

Меняя положение тестового шаблона для калибровки видеодатчиков многоспектральной системы технического зрения таким образом, чтобы его изображение располагалось как в центральной части кадра, так и по его краям, сохраняют серию кадров. Далее в каждом из них выделяют пиксельные координаты опорных точек (углов темных квадратов), которые затем используются в алгоритме калибровки.By changing the position of the test pattern for calibrating the video sensors of a multispectral vision system so that its image is located both in the central part of the frame and along its edges, a series of frames is saved. Then, in each of them, the pixel coordinates of reference points (corners of dark squares) are distinguished, which are then used in the calibration algorithm.

В процессе калибровки осуществляют ввод значений параметров тестового калибровочного шаблона: размер клетки, количество клеток по горизонтали и вертикали. Получают изображения от видеокамер многоспектральной системы технического зрения при различных положениях тестового шаблона, обеспечивающего контрастное изображение, как в видимом, так и в инфракрасном диапазонах, и, если сенсор камеры имеет аналоговый выход, переводят в цифровую форму представления. Для съемки с различных ракурсов перемещают либо тестовый шаблон, либо конструктивно связанные камеры многоспектральной системы таким образом, чтобы тестовый шаблон располагался под различными углами относительно оптических осей камер и на различных удалениях от них, а его полное изображение наблюдалось как минимум одной парой камер. Рекомендуемое количество ракурсов - не менее 15. Для снижения ошибки оценивания коэффициентов дисторсии объективов при съемке шаблона желательно, чтобы его изображения на кадрах камер располагались в различных областях кадра, в том числе и вблизи границ. При этом используют шаблон с подогревом, чтобы обеспечить получение высококонтрастного изображения, наблюдаемого камерами и видимого, и инфракрасного диапазонов. При использовании цветных камер их кадры с изображениями тестового шаблона преобразуют в градации серого. Изображения с инфракрасных камер переводят в негативные: при использовании шаблона с темными многоугольниками его изображения инвертируют. Формирование негативного изображения с инфракрасной камеры обеспечивает схожесть кадров тестового шаблона, полученных разноспектральными камерами: камерами видимого и инфракрасного диапазона. Итеративно оценивают внутренние параметры камер по критерию минимума суммы квадратов ошибок репроекции: выполняют коррекцию дисторсии изображений калибровочного шаблона (на первой итерации используют значения коэффициентов дисторсии по умолчанию); находят опорные точки - углы темных клеток - на изображениях шаблона; оценивают пиксельные координаты опорных точек с субпиксельной точностью; для каждой камеры оценивают матрицы внутренних параметров и векторы коэффициентов дисторсии объективов, а также матрицы внешних параметров, определяющих взаимное пространственное положение систем координат каждой камеры и калибровочного шаблона.During the calibration process, the values of the parameters of the test calibration template are entered: the cell size, the number of cells horizontally and vertically. Images are obtained from video cameras of the multispectral system of technical vision at various positions of the test template providing a contrast image both in the visible and in the infrared ranges, and if the camera sensor has an analog output, they are digitized. To take pictures from different angles, either the test pattern or structurally coupled cameras of the multispectral system are moved so that the test pattern is located at different angles relative to the optical axes of the cameras and at different distances from them, and its full image is observed by at least one pair of cameras. The recommended number of angles is at least 15. To reduce the error in estimating the distortion coefficients of lenses when shooting a template, it is desirable that its images on camera frames are located in different areas of the frame, including near the borders. In this case, a heated template is used to provide a high-contrast image observed by cameras in both the visible and infrared ranges. When using color cameras, their frames with images of the test pattern are converted to grayscale. Images from infrared cameras are converted to negative: when using a template with dark polygons, its images are inverted. The formation of a negative image from an infrared camera ensures the similarity of the frames of the test pattern obtained by multispectral cameras: visible and infrared cameras. The internal parameters of the cameras are iteratively evaluated by the criterion of the minimum of the sum of the squares of the reprojection errors: they perform the correction of the distortion of the images of the calibration template (at the first iteration, the default distortion coefficients are used); find reference points - the corners of dark cells - in the images of the template; evaluate pixel coordinates of control points with subpixel accuracy; for each camera, the matrix of internal parameters and the vectors of the distortion coefficients of the lenses are evaluated, as well as the matrix of external parameters that determine the mutual spatial position of the coordinate systems of each camera and the calibration template.

Время готовности тестового шаблона для калибровки видеодатчиков многоспектральной системы технического зрения к работе после подключения к источнику напряжения составляет не более трех минут, так как теплопроводящая пластина 1 выполнена из алюминия, обладающего высокой теплопроводностью, а электронагревательный элемент 2 позволяет обеспечить высокую эффективность прогрева, так как выполнен в виде плиты, соразмерной поверхности теплопроводящей пластины 1, и закреплен на ее внутренней поверхности. При этом тепловой контраст обеспечивается за счет размещения темных элементов из темной полимерной пленки 3 на светлой поверхности подогреваемой теплопроводящей пластины 1.The readiness time of the test template for calibrating the video sensors of the multispectral vision system to work after connecting to a voltage source is no more than three minutes, since the heat-conducting plate 1 is made of aluminum with high thermal conductivity, and the electric heating element 2 allows for high heating efficiency, since in the form of a plate, commensurate with the surface of the heat-conducting plate 1, and fixed on its inner surface. In this case, the thermal contrast is ensured by placing the dark elements from the dark polymer film 3 on the light surface of the heated heat-conducting plate 1.

Таким образом, тестовый шаблон для калибровки видеодатчиков многоспектральной системы технического зрения имеет простую конструкцию, повышенную контрастность изображения, небольшую толщину и малое время готовности к работе. Предлагаемый тестовый шаблон является универсальным, так как может использоваться для одновременной калибровки камер как видимого, так и инфракрасного диапазонов.Thus, the test pattern for calibrating the video sensors of a multispectral vision system has a simple design, increased image contrast, a small thickness and a short time for working. The proposed test template is universal, as it can be used for simultaneous calibration of cameras in both the visible and infrared ranges.

Claims (5)

1. Тестовый шаблон для калибровки видеодатчиков многоспектральной системы технического зрения, содержащий теплопроводящую пластину и электронагревательный элемент, на одной из сторон теплопроводящей пластины сформировано поле из чередующихся в шахматном порядке темных и светлых элементов, отличающийся тем, что теплопроводящая пластина выполнена из светлого материала с высокой теплопроводностью, причем темные элементы на поверхности теплопроводящей пластины выполнены из тонкой полимерной пленки темного цвета в виде правильных многоугольников с определенными размерами, углы которых являются опорными точками тестового шаблона, а электронагревательный элемент, установленный с внутренней стороны теплопроводящей пластины и соразмерный ей, содержит терморегулятор.1. A test template for calibrating video sensors of a multispectral system of technical vision, containing a heat-conducting plate and an electric heating element, on one side of the heat-conducting plate, a field is formed of dark and light elements alternating in a checkerboard pattern, characterized in that the heat-conducting plate is made of light material with high thermal conductivity moreover, the dark elements on the surface of the heat-conducting plate are made of a thin polymer film of a dark color in the form of regular ougolnikov with certain dimensions, the corners of which are the reference points of the test pattern, and an electric heating element mounted inside of the heat conducting plate and proportionate it comprises a thermostat. 2. Калибровочный шаблон по п. 1, отличающийся тем, что темные элементы на поверхности светлой теплопроводящей пластины выполнены в виде квадратов.2. The calibration template according to claim 1, characterized in that the dark elements on the surface of the light heat-conducting plate are made in the form of squares. 3. Калибровочный шаблон по п. 1, отличающийся тем, что темные элементы на поверхности светлой теплопроводящей пластины выполнены в виде треугольников.3. The calibration template according to claim 1, characterized in that the dark elements on the surface of the light heat-conducting plate are made in the form of triangles. 4. Калибровочный шаблон по п. 1, отличающийся тем, что темные элементы на поверхности светлой теплопроводящей пластины выполнены в виде шестиугольников.4. The calibration template according to claim 1, characterized in that the dark elements on the surface of the light heat-conducting plate are made in the form of hexagons. 5. Калибровочный шаблон по п. 1, отличающийся тем, что теплопроводящая пластина выполнена с ребрами жесткости.5. The calibration template according to claim 1, characterized in that the heat-conducting plate is made with stiffeners.
RU2017145444A 2017-12-22 2017-12-22 Test pattern for calibration of video sensors of multispectral vision system RU2672466C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017145444A RU2672466C1 (en) 2017-12-22 2017-12-22 Test pattern for calibration of video sensors of multispectral vision system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017145444A RU2672466C1 (en) 2017-12-22 2017-12-22 Test pattern for calibration of video sensors of multispectral vision system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2672466C1 true RU2672466C1 (en) 2018-11-14

Family

ID=64327928

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017145444A RU2672466C1 (en) 2017-12-22 2017-12-22 Test pattern for calibration of video sensors of multispectral vision system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2672466C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2719429C1 (en) * 2019-06-13 2020-04-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" Test object for simultaneous calibration of television and infrared video cameras with different fields of view
RU2806654C1 (en) * 2023-05-02 2023-11-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф. Уткина" Test object with radial-circular arrangement of reference points for assessing coefficients of radial and tangential distortion

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104376572A (en) * 2014-12-02 2015-02-25 成都理工大学 Mobile terminal camera calibrating method
CN104408729A (en) * 2014-12-05 2015-03-11 中国气象局气象探测中心 Calibration plate and a thermal infrared camera calibration method based on same
CN204287725U (en) * 2014-11-17 2015-04-22 国家电网公司 Gridiron pattern is adopted to demarcate the device of visible ray and thermal infrared imager camera
CN105184774A (en) * 2015-08-12 2015-12-23 中国安全生产科学研究院 Checker calibration apparatus capable of simultaneous calibration of visible light camera and infrared thermal imager
US9319666B1 (en) * 2013-06-03 2016-04-19 The Mathworks, Inc. Detecting control points for camera calibration

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9319666B1 (en) * 2013-06-03 2016-04-19 The Mathworks, Inc. Detecting control points for camera calibration
CN204287725U (en) * 2014-11-17 2015-04-22 国家电网公司 Gridiron pattern is adopted to demarcate the device of visible ray and thermal infrared imager camera
CN104376572A (en) * 2014-12-02 2015-02-25 成都理工大学 Mobile terminal camera calibrating method
CN104408729A (en) * 2014-12-05 2015-03-11 中国气象局气象探测中心 Calibration plate and a thermal infrared camera calibration method based on same
CN105184774A (en) * 2015-08-12 2015-12-23 中国安全生产科学研究院 Checker calibration apparatus capable of simultaneous calibration of visible light camera and infrared thermal imager

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2719429C1 (en) * 2019-06-13 2020-04-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" Test object for simultaneous calibration of television and infrared video cameras with different fields of view
RU2806654C1 (en) * 2023-05-02 2023-11-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф. Уткина" Test object with radial-circular arrangement of reference points for assessing coefficients of radial and tangential distortion

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103198487B (en) A kind of automatic marking method for video monitoring system
CN103761732B (en) Stereoscopic imaging apparatus that a kind of visible ray and thermal infrared merge and scaling method thereof
CN106875339A (en) A kind of fish eye images joining method based on strip scaling board
JP2017112602A (en) Image calibrating, stitching and depth rebuilding method of panoramic fish-eye camera and system thereof
CN102221409B (en) Near infrared calibration board design method
EP3131115B1 (en) Detection method and detection device for crystal orientation of silicon wafer
CN109325981B (en) Geometric parameter calibration method for micro-lens array type optical field camera based on focusing image points
CN106952219B (en) Image generation method for correcting fisheye camera based on external parameters
CN104931421B (en) The positioning focusing method of liquid crystal panel vision detection system
CN112949478A (en) Target detection method based on holder camera
CN109272555B (en) External parameter obtaining and calibrating method for RGB-D camera
CN108154536A (en) The camera calibration method of two dimensional surface iteration
CN108447096B (en) Information fusion method for kinect depth camera and thermal infrared camera
CN111986267B (en) Coordinate system calibration method of multi-camera vision system
CN110519498A (en) A kind of method, apparatus and pair light camera of double light camera imaging calibrations
RU2672466C1 (en) Test pattern for calibration of video sensors of multispectral vision system
CN111279393A (en) Camera calibration method, device, equipment and storage medium
CN102589529A (en) Scanning close-range photogrammetry method
CN108010071B (en) System and method for measuring brightness distribution by using 3D depth measurement
CN107977998B (en) Light field correction splicing device and method based on multi-view sampling
CN105203102B (en) Sky polarization mode detection method and system based on s- wave plates
Efimov et al. Digital multispectral images superimposition based on preliminary calibration or contour analysis: advantages and disadvantages
CN110956668A (en) Focusing stack imaging system preset position calibration method based on focusing measure
CN113870362A (en) Camera calibration method for fusing infrared and RGB information
CN115200505A (en) Muddy water three-dimensional point cloud measuring method based on infrared diffraction light spots and binocular vision