Modelos, Control y Sistema de Visión

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Calibración del sistema basado en el método de Koren
 
Los pasos para calibrar una cámara utilizando el método de Koren se describen utilizando la cámara Guppy (lente de 12mm):

[1] Se descarga la imagen de referencia: Se utilizará la imagen de 2.5mm con M=100. Se imprimen varias copias con una impresora de alta resolución (debe tener una resolución de al menos 750 dpi) en un papel de alta calidad.

[2] Se determina la distancia de la lente a la imagen de prueba: Para ello se utiliza la expresión:

d = (M+1)*f                                                                      (1)

donde f es la longitud focal de la lente.

Para la lente de 12 mm se cumple: d = (100+1)*12mm = 1212mm = 1.212 metros.

[3] Colocar las imágenes de referencia: Las imágenes impresas se colocan en una pizarra de 101.6 x 81.28 cm, por ejemplo
 

 
Colocar la pizarra a la distancia de la lente de la cámara calculada utilizando (1) (1.21 m en este caso).
 
[4] Tomar una imagen de la pizarra.

[5] Determinar las prestaciones del sistema de visión: Descargar el programa ImageJ. Al ejecutarlo aparece:
 

 

 

 Abrir la imagen con los comandos: File --> Open… Aparece en pantalla

 

 

Seleccionar el comando de línea:

 

 

Dibujar una línea en la sección de la imagen a analizar:

 

 

Seleccionar Analize --> Set Scale… y en Known Distance definir 1.
Ejecutar Analize --> Plot profile, de ello resulta

 

 

Nótese como a medida que aumenta la resolución se reduce el contraste. Activar Save… en la ventana anterior. Definir el nombre al archivo con extensión .txt.


Descargar el archivo: sfrcalc. Ejecutar el comando en Matlab:
sfrcalc file.txt s1 s2 ph

 

donde:
s1: Escala minima en par de líneas / mm.
S2: Escala máxima en par de líneas / mm.
ph: Altura de la imagen en mm.


En nuestro caso:
sfrcalc koren_res.txt 2 200 15.1


El anterior comando devuelve

 

 

El anterior es un gráfico equivalente a la función de transferencia modulada (ver parámetros fundamentales de un sistema de visión), indicando el porciento de reducción de la frecuencia espacial (que equivale al contraste) con respecto a la resolución (en lp/mm).


El objetivo es obtener el mayor valor posible de frecuencia espacial con el aumento de la resolución.


Otros métodos de calibración que pueden aplicarse se describen en: Camera Calibration Toolbox for Matlab.