Тест-объект для калибровки видеодатчиков многоспектральной системы технического зрения

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 (ИК) диапазонов длин волн с перекрывающимися полями зрения. Технический результат изобретения заключается в упрощении конструкции, повышении контрастности изображения тест-объекта для калибровки видеодатчиков многоспектральной системы технического зрения при малом времени готовности к работе. Результат достигается тем, что тест-объект для калибровки видеодатчиков многоспектральной системы технического зрения содержит теплопроводящую пластину и электронагревательный элемент, установленные в корпусе. Причем теплопроводящая пластина выполнена из светлого материала с высокой теплопроводностью. Корпус выполнен с возможностью нагнетания во внутреннюю полость воздуха посредством установленных на одной или нескольких его стенках приточных вентиляторов. При этом в теплопроводящей пластине и скрепленном с ней соразмерном электронагревательном элементе выполнены сквозные отверстия для выхода воздуха из внутренней полости корпуса. Отверстия расположены упорядоченно в рядах, через фиксированные расстояния, а их центры являются опорными точками тест-объекта для калибровки видеодатчиков многоспектральной системы технического зрения. 1 ил.

 

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.

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. Карликов, 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 калибровочного шаблона рассчитываются с помощью лазерного дальномера и теодолита.

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 особых точек.

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 особых точек (углов клеток) и, как следствие, повышает погрешность оценивания параметров инфракрасной камеры.

Известно 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, с нанесенным на одну из ее сторон изображением типа «шахматная доска», в которой темные клетки выполнены из оптического стекла, не пропускающего инфракрасное излучение.

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 квадратных выемок для размещения темных клеток.

В качестве прототипа выбран наиболее близкий по совокупности признаков 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 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 тепло-проводящей пластины с полостями и большая толщина шаблона.

Техническая проблема, решаемая созданием заявленного изобретения, заключается в отсутствии простых в изготовлении и имеющих малое время готовности к работе универсальных тест-объектов для одновременной калибровки камер и видимого, и инфракрасного диапазонов с получением высококонтрастного изображения.

Технический результат изобретения заключается в упрощении конструкции, повышении контрастности изображения тест-объекта для калибровки видеодатчиков многоспектральной системы технического зрения при малом времени готовности к работе.

Технический результат достигается тем, что тест-объект для калибровки видеодатчиков многоспектральной системы технического зрения содержит теплопроводящую пластину и электронагревательный элемент, установленные в корпусе. Причем теплопроводящая пластина выполнена из светлого материала с высокой теплопроводностью. Корпус выполнен с возможностью нагнетания во внутреннюю полость воздуха посредством установленных на одной или нескольких его стенках приточных вентиляторов. При этом в теплопроводящей пластине и скрепленном с ней соразмерном электронагревательном элементе выполнены сквозные отверстия для выхода воздуха из внутренней полости корпуса. Отверстия расположены упорядоченно в рядах, через фиксированные расстояния, а их центры являются опорными точками тест-объекта для калибровки видеодатчиков многоспектральной системы технического зрения.

Сущность изобретения поясняется рисунком, на котором представлена конструкция тест-объекта для калибровки видеодатчиков многоспектральной системы технического зрения, состоящего из следующих элементов:

1 - теплопроводящая пластина,

2 - электронагревательный элемент,

3 - корпус,

4 - сквозные отверстия,

5 - приточный вентилятор.

Тест-объект для калибровки видеодатчиков многоспектральной системы технического зрения содержит теплопроводящую пластину 1, изготовленную из материала, имеющего светлую поверхность и обладающего высокой теплопроводностью, например, из алюминия. Электронагревательный элемент 2 конструктивно выполнен, например, в виде плиты, соразмерной теплопроводящей пластине 1 и закрепленной на ее внутренней поверхности, что позволяет осуществлять равномерный прогрев всей поверхности теплопроводящей пластины 1. Теплопроводящую пластину 1 с закрепленным на ней электронагревательным элементом 2 размещают в корпусе 3, выполненном в виде прямоугольного параллелепипеда с внутренней полостью. При этом на всей поверхности теплопроводящей пластины 1 и электронагревательного элемента 2 выполнены сквозные отверстия 4, расположенные упорядочение в рядах через фиксированные расстояния. Сквозные отверстия 4 являются опорными точками тест-объекта для калибровки видеодатчиков многоспектральной системы технического зрения с априорно известными координатами На одной или нескольких поверхностях корпуса 3 установлены приточные вентиляторы 5, которые нагнетают воздух во внутреннюю полость корпуса 3. Воздух, нагнетаемый во внутреннюю полость корпуса 3, выходит из корпуса 3 через отверстия 4, проходящие сквозь скрепленные между собой теплопроводящую пластину 1 и электронагревательный элемент 2.

Воздух, выходящий из отверстий 4 в теплопроводящей пластине 1 и электронагревательном элементе 2 имеет меньшую температуру, чем поверхность нагреваемой теплопроводящей пластины 1. За счет этого обеспечивается тепловой контраст для инфракрасной камеры: пиксели, соответствующие изображению теплопроводящей пластины 1, будут иметь высокую яркость, а пиксели, соответствующие изображению отверстий 4, будут иметь низкую яркость.

Телевизионная камера будет формировать аналогичное изображение, поскольку поверхность теплопроводящей пластины 1 является светлой, а отверстия 4, выполненные в теплопроводящей пластине 1 и электронагревательном элементе 2 будут темными, так как освещенность внутри корпуса 3 близка к нулю.

Работа с тест-объектом для калибровки видеодатчиков многоспектральной системы технического зрения осуществляется следующим образом.

Тест-объект для калибровки видеодатчиков многоспектральной системы технического зрения подключается к источнику напряжения, питающего электронагревательный элемент 2 и приточные вентиляторы 5. При повышении температуры электронагревательного элемента 2 осуществляется равномерный прогрев теплопроводящей пластины 1. При этом охлаждающий воздух, нагнетаемый во внутреннюю полость корпуса 3 приточными вентиляторами 5, установленными, например, на боковой поверхности корпуса 3, выходит через сквозные отверстия 4 в теплопроводящей пластине 1 и электронагревательном элементе 2, что позволяет увеличить тепловой контраст поверхности теплопроводящей пластины 1 и сквозных отверстий 4. При тепловом контрасте выше порогового (как правило, это значение равно 0,2) тест-объект 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 тест-объект для калибровки видеодатчиков многоспектральной системы технического зрения устанавливают перед несколькими камерами таким образом, чтобы его изображение целиком попадало в кадр каждой камеры.

Меняя положение тест-объекта 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 (центров сквозных отверстий 4), которые затем используются в алгоритме калибровки (Zhang Z. A Flexible New Technique for Camera Calibration // IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence. - 2000. - Vol. 22, No. 11. - P. 1330-1334).

Время готовности тест-объекта 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.

Таким образом, тест-объект для калибровки видеодатчиков многоспектральной системы технического зрения имеет простую конструкцию, повышенную контрастность изображения и малое время готовности к работе за счет того, что тепловой контраст тест-объекта для калибровки видеодатчиков многоспектральной системы технического зрения обеспечивается за счет прохождения охлаждающего воздуха через совокупность упорядоченных отверстий в нагретой теплопроводящей пластине, обладающей высокой теплопроводностью. Причем поверхность теплопроводящей пластины является светлой, а отверстия - темными. Предлагаемый тест-объект является универсальным, так как может использоваться для одновременной калибровки камер как видимого, так и инфракрасного диапазонов.

Тест-объект для калибровки видеодатчиков многоспектральной системы технического зрения, содержащий теплопроводящую пластину и электронагревательный элемент, установленные в корпусе, отличающийся тем, что теплопроводящая пластина выполнена из светлого материала с высокой теплопроводностью, корпус выполнен с возможностью нагнетания во внутреннюю полость воздуха посредством установленных на одной или нескольких его стенках приточных вентиляторов, при этом в теплопроводящей пластине и скрепленном с ней соразмерном электронагревательном элементе выполнены сквозные отверстия для выхода воздуха из внутренней полости корпуса, расположенные упорядоченно в рядах, через фиксированные расстояния, причем центры отверстий являются опорными точками тест-объекта для калибровки видеодатчиков многоспектральной системы технического зрения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области видеонаблюдения, в частности к обработке видеоинформации с камер видеонаблюдения для отслеживания движущихся объектов в реальном времени или при просмотре архивного видео.

Изобретение относится к медицине, а именно к вертебрологии, в частности к системе мониторинга параметров процедур коррекции кривизны дуг лордозов позвоночника. Техническим результатом является расширение функциональной возможности системы путем принятия решения по каждой полученной на обработку томограмме.

Изобретение относится к области обработки изображений. Технический результат – повышение точности результатов сегментации за счет определения параметров расположения объекта, зафиксированного на изображении.

Обнаружение состояния с использованием обработки изображений включает в себя прием маски, сформированной из изображений и телеметрических данных, захваченных транспортным средством (ТС), карты высот и данных совмещения для маски.

Изобретение относится к области обработки контента. Технический результат заключается в уменьшении времени формирования персонализированного видеоролика.

Изобретение относится к технической области финансов, более конкретно к устройствам и системам для получения изображения банкноты. Система для получения изображения банкноты содержит волоконный лазер (1), волоконный разделитель (2) луча, волоконный коллиматор (3), расширитель (4) лазерного луча, матрицу (5) модулятора интенсивности на ниобате лития, генератор (6) сигнала, усилитель (7) сигнала, поляризационный разделитель (8) луча, четвертьволновую пластинку (9), группу (11) линз, формирующих изображения, линию светочувствительных микросхем (12), модуль (13) обработки информации изображения и модуль (14) совмещения изображения.

Изобретение относится к медицине, в частности к нейрохирургии, травматологии и ортопедии, лучевой диагностике. Способ включает в себя проведение магнитно-резонансной томографии позвоночника с получением сагиттального, полуаксиального и аксиального МР-срезов поясничного отдела, причем в зону сканирования включают кожные покровы спины.

Группа изобретений относится к способу предупреждения столкновения летательного аппарата (ЛА) с препятствиями и видеосистеме. Видеосистема содержит видеоблок с объективом, сетевой коммутатор, блок обработки данных, группу аналоговых преобразователей и группу АЦП-преобразователей, спутниковый навигационный приемник, табло для отображения времени до столкновения ЛА с препятствием, динамик звукового предупреждения, группу средств подсветки препятствия.

Изобретение относится к записи изображения в трехмерном пространстве. Техническим результатом является упрощение формирования приближенного 3D-изображения.

Изобретение относится к системам и способам определения характерных осевых линий потолочных плафонов, преимущественно для облегчения автоматического дистанционного управления перемещением.

Фотометр // 67223

Фотометр // 11257

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. Технический результат изобретения заключается в упрощении конструкции, повышении контрастности изображения тест-объекта для калибровки видеодатчиков многоспектральной системы технического зрения при малом времени готовности к работе. Результат достигается тем, что тест-объект для калибровки видеодатчиков многоспектральной системы технического зрения содержит теплопроводящую пластину и электронагревательный элемент, установленные в корпусе. Причем теплопроводящая пластина выполнена из светлого материала с высокой теплопроводностью. Корпус выполнен с возможностью нагнетания во внутреннюю полость воздуха посредством установленных на одной или нескольких его стенках приточных вентиляторов. При этом в теплопроводящей пластине и скрепленном с ней соразмерном электронагревательном элементе выполнены сквозные отверстия для выхода воздуха из внутренней полости корпуса. Отверстия расположены упорядоченно в рядах, через фиксированные расстояния, а их центры являются опорными точками тест-объекта для калибровки видеодатчиков многоспектральной системы технического зрения. 1 ил.

Наверх