Temperature Compensation Method for Digital Cameras in 2D and 3D Measurement Applications

Marcin Adamczyk , Paweł Liberadzki , Robert Sitnik

Abstract

This paper presents the results of several studies concerning the effect of temperature on digital cameras. Experiments were performed using three different camera models. The presented results conclusively demonstrate that the typical camera design does not adequately take into account the effect of temperature variation on the device’s performance. In this regard, a modified camera design is proposed that exhibits a highly predictable behavior under varying ambient temperature and facilitates thermal compensation. A novel temperature compensation method is also proposed. This compensation model can be applied in almost every existing camera application, as it is compatible with every camera calibration model. A two-dimensional (2D) and three-dimensional (3D) application of the proposed compensation model is also described. The results of the application of the proposed compensation approach are presented herein.
Author Marcin Adamczyk (FM / IMPh)
Marcin Adamczyk,,
- The Institute of Micromechanics and Photonics
, Paweł Liberadzki (FM / IMPh)
Paweł Liberadzki,,
- The Institute of Micromechanics and Photonics
, Robert Sitnik (FM / IMPh)
Robert Sitnik,,
- The Institute of Micromechanics and Photonics
Journal seriesSensors, [SENSORS-BASEL], ISSN 1424-8220, (A 30 pkt)
Issue year2018
Vol18
No11
Pages3685-1 - 3685-16
Publication size in sheets0.75
Keywords in Polishkalibracja geometryczna kamery, wpływ temperatury, obrazowanie 3D, światło strukturalne
Keywords in Englishcamera calibration, temperature effect, 3D imaging, structured light
ASJC Classification2208 Electrical and Electronic Engineering; 1303 Biochemistry; 3107 Atomic and Molecular Physics, and Optics; 1602 Analytical Chemistry
Abstract in PolishW artykule zaprezentowano wyniki badań nad wpływem temperatury na kamery cyfrowe. Opisane w artykule eksperymenty dotyczyły 3 różnych modeli kamer. Zaprezentowane wyniki jednoznacznie pokazują, że standardowa konstrukcja typowych modeli kamer cyfrowych nie jest do końca poprawna, gdy rozważa się zagadnienia związane z wpływem temperatury zewnętrznej. W związku z tym, w artykule zaprezentowano zmodyfikowaną konstrukcję kamery, której zachowanie w zmiennej temperaturze zewnętrznej jest powtarzalne i można je opisać modelem matematycznym. W artykule zaprezentowano metodę kompensacji wpływu temperatury na obrazy zbierane przez kamerę. Opisana metoda kompensacji jest kompatybilna ze wszystkimi właściwie modelami kalibracji geometrycznej kamer. W artykule zaprezentowano także zastosowanie opracowanego modelu kompensacyjnego w aplikacji pomiarowej dwu-wymiarowej (2D) oraz trój-wymiarowej (3D).
DOIDOI:10.3390/s18113685
URL https://www.mdpi.com/1424-8220/18/11/3685
Project[2014/15/N/ST7/00735 POLON] Research on effect of temperature on calibration quality of structured light 3D scanners. Project leader: Adamczyk Marcin, , start date 03-09-2015, end date 02-09-2017, 505/00651, Completed
WM Projects financed by NSC [Projekty finansowane przez NCN]
Languageen angielski
Score (nominal)30
ScoreMinisterial score = 30.0, 23-09-2019, ArticleFromJournal
Publication indicators WoS Citations = 0; Scopus Citations = 0; Scopus SNIP (Source Normalised Impact per Paper): 2016 = 1.393; WoS Impact Factor: 2017 = 2.475 (2) - 2017=3.014 (5)
Citation count*1 (2019-11-29)
Cite
Share Share

Get link to the record


* presented citation count is obtained through Internet information analysis and it is close to the number calculated by the Publish or Perish system.
Back
Confirmation
Are you sure?