Островами острова относятся к модульным компонентам или частям системы камеры, которые могут быть обменены или заменены, что может повлиять на оптический путь и механическую настройку камеры. Их влияние на калибровку камеры и качество изображения является многогранным, в первую очередь потому, что калибровка зависит от точной геометрии и стабильности внутренних и внешних компонентов системы камеры.
влияние на калибровку камеры
Калибровка камеры - это процесс оценки внутренних и внешних параметров камеры для установления точных отображений между 3D мира и 2D -изображениями. Он включает в себя определение параметров, таких как фокусное расстояние, основная точка, коэффициенты искажения и позу камеры. Калибровка предполагает фиксированное и известное расположение оптических компонентов. Когда вводятся сменные острова, физические характеристики системы камеры могут измениться, что приводит к изменениям в этих параметрах.
1. Изменчивость внутренних параметров: замены деталей, таких как линзы или датчики, изменяет оптическую конфигурацию, которая может сдвинуть внутренние параметры. Например, изменение фокусного расстояния из -за другой линзы влияет на местоположение основной точки, вызывая значительные сдвиги в калибровке. Эксперименты показывают, что изменения фокусного расстояния могут вызвать сдвиги основной точки от примерно 70 до 200 пикселей в зависимости от объектива и конструкции камеры, что значительно для точных задач измерения и визуализации.
2. Внешняя нестабильность параметров: сменные острова могут слегка изменить относительную позу между объективом камеры и датчиком или корпусом. Даже незначительные изменения позы (наклон, кастрюля или рулон) камеры относительно калибровочной цели вызывают основные сдвиги точки, как правило, меньше, чем те, которые вызваны изменениями фокусного расстояния. Эти индуцированные сдвиги могут составлять около 10-20 пикселей, но они значительно влияют на ошибки репроекции, что препятствует точному повторному использованию калибровки в сменных установках.
3. Механическая стабильность и повторяемость: надежная калибровка требует жесткого и повторяемого монтажа компонентов камеры. Если сменные острова не будут точно изготовлены и не установлены с механической повторяемостью, каждому свопу может потребоваться новый калибровочный цикл. Жесткая механическая связь, которая постоянно воссоздает относительное расположение компонентов, помогает снизить нестабильность калибровки. Гибкий или непоследовательный монтаж приводит к частым повторным калиброванию и ухудшению точности измерения.
4. Процедуры калибровки: Для размещения вариаций, введенных сменными островами, методы калибровки должны рассмотреть множественные случаи смещения, возможно, перекалибруя или применяя модели коррекции после каждого совокупности. Расширенные процедуры могут включать:
- Поддержание контролируемых углов позы камеры во время калибровки.
- Использование надежных целей калибровки, таких как шахматные доски или кодированные точки.
- Методы самостоятельной алибровки, которые позволяют динамически оценивать внутренние и внешние параметры на основе текущей конфигурации.
- перекрестная проверка с использованием нескольких наборов калибровки для идентификации систематических сдвигов и коррекции для них.
5. Калибровочные дрейфы и ошибки резакации: потому что сменные острова изменяют внутренний оптический путь, используя фиксированную калибровку после обмена, приводит к ошибкам резации. Эти ошибки проявляются как неточная трехмерная реконструкция или искажения изображения. Исследования показывают, что ошибка репроекции может быть одинаковой или хуже, чем ошибки, возникающие из -за изменений фокусного расстояния, подчеркивая необходимость для перегадации или сложной коррекции калибровки после компонентных обменов.
влияние на качество изображения
Острова замены влияют на качество изображения за счет вариаций оптического выравнивания, точности фокусировки и позиционирования датчика.
1. Изменения фокуса и резкости: изменение линз или датчики влияют на фокусную плоскость и на способность точно фокусироваться. Различия в фокусном расстоянии и небольших смещениях могут уменьшить резкость и ввести непреднамеренное дефокусирование. Изменения качества изображения могут быть тонкими или выраженными в зависимости от точности механизма обмена.
2. Выравнивание линзы и модулей: оптическое смещение, вызванное несовершенными размахиваемыми интерфейсами детали, приводит к аберрациям, таким как астигматизм, полевая кривизна и виньетирование. Они разлагают единообразие изображения и разрешение в области зрения.
3. Изменения искажений: разные линзы или модули несут различные характеристики искажения, которые были откалиброваны для индивидуального. Обмен может ввести некорректированные геометрические искажения, если калибровка не обновляется соответственно, вызывая деформацию или растяжение на изображениях.
4. Стабильность положения датчика: точное положение датчика относительно объектива влияет на масштабирование и искажение изображения. Любое смещение при обмене приводит к тонким сдвигам масштабирования или изменениям регистрации на уровне пикселей, влияющих на высокие приложения, такие как фотограмметрия или научная визуализация.
5. Цвет и консистенция экспозиции: оптические фильтры или датчики на обменных островах могут немного отличаться, влияя на точность цвета или баланс воздействия. Хотя изменения в цветовой верности и воздействии могут возникнуть менее критические, чем геометрические воздействия, и повлиять на цели после обработки.
6. Механические факторы и факторы окружающей среды: если сменные острова изменяют способность камеры стабилизировать или увеличивать восприимчивость к вибрациям или воздействию окружающей среды, шум изображения и риски размытия повышаются. Точная механическая подгонка и герметизация окружающей среды важны для сохранения качества изображения.
Практические последствия и стратегии смягчения последствий
В практических системах камер с использованием сменных островов несколько стратегий могут смягчить негативное влияние на калибровку и качество изображения:
- Частая или автоматизированная перекалибровка: реализовать быстрые и автоматизированные процедуры калибровки, которые работают после каждого союза, чтобы динамически обновлять параметры камеры.
- Прецизионная инженерия: производственные замены детали до плотных механических допусков, чтобы обеспечить последовательное выравнивание и минимальные сдвиги.
- Надежные калибровочные модели: используйте сложные калибровочные модели с более высоким количеством параметров, чтобы лучше соответствовать неидеальности и компенсации небольших вариаций.
- Использование фиксированных и известных эталонных целей: Используйте высококачественные шахмы или кодированные шаблоны во время калибровки для достижения повторного обнаружения признаков, несмотря на свопы.
- Управление данными калибровки: поддерживайте профили калибровки для всех возможных комбинаций сменных островов, что позволяет быстро извлечь соответствующие параметры.
- Оптическое путь Консистенция: сменные острова для поддержания постоянных оптических расстояний и углов, используя блокирующие механизмы и руководства для выравнивания.
- Управление окружающей средой: защитите смену интерфейсы от пыли, влаги и воздействия, чтобы избежать ухудшения производительности компонентов в течение нескольких свопов.