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  • ContourTrace – Kamera kalibrieren

    Warum die Kamera kalibrieren?

    Mit Hil­fe der Kame­ra­ka­li­brie­rung kön­nen radia­le und tan­gen­tia­le Ver­zer­run­gen der Bil­der kor­ri­giert bzw. stark redu­ziert wer­den.

    Radia­le Ver­zer­rung:
    Die radia­le Ver­zer­rung in Bil­dern ist erkenn­bar, wenn gera­de Lini­en im Bild gekrümmt (kon­vex oder kon­kav) sind. Ein extre­mes Bei­spiel sind Fishe­ye-Objek­ti­ve (Fishe­ye-Objek­ti­ve sind für die Kon­tur­ver­fol­gung nicht zu emp­feh­len). Obwohl die­se ein wei­tes Sicht­feld ermög­li­chen, wer­den gera­de Lini­en, die nicht durch die Bild­mit­te gehen, gekrümmt dar­ge­stellt und das Bild ist stark ton­nen­för­mig.

    Tan­gen­tia­le Ver­zer­rung:
    Die tan­gen­tia­le Ver­zer­rung ent­steht, weil das Kame­ra­ob­jek­tiv nicht per­fekt par­al­lel zur Bild­ebe­ne aus­ge­rich­tet ist. Daher kön­nen eini­ge Berei­che im Bild näher als erwar­tet aus­se­hen.

    Wann ist eine Kamerakalibrierung sinnvoll?

    • Wenn die Bild­ver­zer­rung das Ergeb­nis der Kon­tur­de­tek­ti­on beein­flusst.
    • Wenn vie­le Objek­te nach­ein­an­der mit einer Kame­ra- und Objek­tiv­ein­stel­lung foto­gra­fiert wer­den.
    • Wenn Objek­ti­ve ver­wen­det wer­den, die erheb­li­che Ver­zer­run­gen erzeu­gen, wie z. B. Fisch­au­gen-Objek­ti­ve.

    Wann ist eine Kamerakalibrierung nicht sinnvoll?

    • Wenn die Bild­ver­zer­rung nicht sicht­bar ist oder kei­nen Ein­fluss auf das Ergeb­nis der Kon­tur­de­tek­ti­on hat.
    • Wenn die Kame­ra­ein­stel­lun­gen stän­dig geän­dert wer­den müs­sen, z.B. um Objek­te mit sehr unter­schied­li­chen Grö­ßen zu foto­gra­fie­ren.
    • Wenn ein Objek­tiv mit sehr gerin­ger Ver­zeich­nung ver­wen­det wird, zum Bei­spiel ein tele­zen­tri­sches Objek­tiv.
    • Wenn die Fotos mit einem Mobil­te­le­fon oder Smart­pho­ne auf­ge­nom­men wer­den, funk­tio­niert die Kame­ra­ka­li­brie­rung in den meis­ten Fäl­len nicht rich­tig! Das liegt dar­an, dass die Smart­pho­nes ihre eige­ne Ver­zer­rungs­kor­rek­tur und ande­re Algo­rith­men auf das erzeug­te Bild anwen­den. Dadurch wird das Bild deut­lich ver­bes­sert. Eine wei­te­re Kame­ra­ka­li­brie­rung auf ein bereits ver­än­der­tes Bild führt nicht zum gewünsch­ten Ergeb­nis.

    Anleitung zur Kamerakalibrierung in ContourTrace

    1. Down­loa­den und dru­cken Sie das Schach­brett­mus­ter auf ein DIN A4 Papier oder Kar­ton aus:  Ach­ten Sie dar­auf, dass beim Dru­cken kei­ne Ska­lie­rung auf das Bild ange­wen­det wird.

    2. Befes­ti­gen oder kle­ben Sie das Schach­brett­mus­ter auf einer fes­ten und ebe­nen Flä­che, z.B. auf einem Kunst­stoff- oder Holz­brett. Ach­ten Sie dar­auf, dass das Schach­brett­mus­ter kei­ne Uneben­hei­ten, Wel­len oder Kni­cke auf­weist.

    3. Pas­sen Sie Ihre Kame­ra- und Objek­tiv­ein­stel­lun­gen so an, dass Sie die abzu­bil­den­den Objek­te und das Schach­brett­mus­ter voll­stän­dig und opti­mal erfas­sen kön­nen. Die Ein­stel­lun­gen kön­nen wäh­rend oder nach der Kali­brie­rung nicht ver­än­dert wer­den. Die Ein­stel­lun­gen soll­ten z.B. im Namen der Kali­brier­da­tei gespei­chert wer­den. So kön­nen die Ein­stel­lun­gen in der Kame­ra und im Objek­tiv spä­ter beim Auf­ruf der Kali­brier­da­tei manu­ell wie­der her­ge­stellt wer­den.

    4. Falls ver­füg­bar, ver­wen­den Sie ein Kame­ra­sta­tiv. Die Kame­ra kann im Sta­tiv z.B. über Kopf mon­tiert wer­den.

    5. Erstel­len Sie min­des­tens 10 ver­schie­de­ne Fotos des Schach­brett­mus­ters. Sie kön­nen das Schach­brett­mus­ter bewe­gen, dre­hen, kip­pen oder den Abstand zum Objek­tiv ver­än­dern. Die erzeug­ten Bil­der des Schach­brett­mus­ters soll­ten das gesam­te Sicht­feld der Kame­ra abde­cken. Ach­ten Sie jedoch dar­auf, dass das Schach­brett­mus­ter immer voll­stän­dig sicht­bar ist.

    6. Öff­nen Sie Con­tour­Trace und kli­cken Sie auf „Kame­ra­ka­li­brie­rung“. Fügen Sie die erstell­ten Bil­der zur Lis­te der „Kali­brie­rungs­bil­der“ hin­zu. Kli­cken Sie auf „Kali­brier­da­tei erstel­len …“, um die Kali­brie­rung zu star­ten und die Kali­brier­da­tei zu spei­chern. War­ten Sie, bis die Kali­brie­rung been­det ist. Wenn die Kali­brie­rungs­da­tei erfolg­reich erstellt wur­de, schlie­ßen Sie das Fens­ter „Kame­ra­ka­li­brie­rung“.

    7. Um die Kali­brier­da­tei in Con­tour­Trace zu ver­wen­den, kli­cken Sie auf den Rei­ter „Kame­ra“ und fügen Sie die erstell­te Kali­brier­da­tei unter „Kali­brier­da­tei“ hin­zu.

    8. Solan­ge eine Kali­brie­rungs­da­tei in Con­tour­Trace ver­wen­det wird, kön­nen nur die mit der Kame­ra erzeug­ten Bil­der und die Kame­ra­ein­stel­lun­gen für die­se Kali­brie­rungs­da­tei ver­ar­bei­tet wer­den. Andern­falls ist die Ver­zer­rungs­kor­rek­tur der Bil­der nicht kor­rekt!
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