Kamerakalibrierung

Kamerakalibrierung bezeichnet den messtechnischen Prozess zur Bestimmung der internen optischen Parameter (intrinsische Parameter) sowie der räumlichen Lage und Orientierung einer Kamera relativ zu einem Referenzkoordinatensystem (extrinsische Parameter). Intrinsische Parameter umfassen Brennweite, Hauptpunkt, Pixelgröße und Linsenverzeichnung. Extrinsische Parameter beschreiben Rotation und Translation zwischen Kamerakoordinatensystem und Weltkoordinatensystem. Standardverfahren basieren auf der Aufnahme eines bekannten Kalibriermusters – häufig einem Schachbrettmuster – aus verschiedenen Positionen und Winkeln. Aus den detektierten Merkmalspunkten werden die Kameraparameter durch numerische Optimierung ermittelt, etwa nach der Methode von Zhang. Ohne eine präzise Kalibrierung sind metrische Messungen aus Kamerabildern fehlerbehaftet, da Linsenverzeichnungen und Projektionsfehler unkorrigiert bleiben. In der 3D-Bildverarbeitung und bei Mehrkamerasystemen ist die gegenseitige Kalibrierung (extrinsische Kalibrierung) zusätzliche Voraussetzung für korrekte Tiefenberechnungen. Die Kalibrierung muss nach Objektivwechsel, mechanischen Erschütterungen oder Temperaturänderungen wiederholt werden, um die Messgenauigkeit zu erhalten.