Sichtstrahlkalibrierung für optisch abbildende Systeme

Optisch abbildende Systeme wie Kameras werden unter anderem in der Messtechnik eingesetzt. Zur Beschreibung wird klassisch die photogrammetrische Kalibrierung eingesetzt. Diese verwendet ein idealisiertes Lochkameramodell, bei dem der Ursprung aller Sichtstrahlen in der infinitesimal klein angenommenen Apertur der Optik liegt. Zusätzlich werden Polynome zur Beschreibung von Verzeichnungen verwendet. Diese parametrisierte Beschreibung zeigt Schwächen bei stark verzeichnenden Objektiven und Spezialoptiken. Wir stellen die neue Sichtstrahlkalibrierung vor, die durch hochauflösende Phasenmessung verfügbar wird. Es wird für jedes einzelne Pixel ein Sichtstrahl mit Startpunkt und Richtung bestimmt. Die sich ergebende hochauflösende Beschreibung ist unabhängig vom idealisierten Lochkameramodell, wodurch sich z. B. auch Fischaugen beschreiben lassen. Anhand eines Streifenprojektionssystems wird die Sichtstrahlkalibrierung der klassischen Kalibrierung gegenübergestellt und deren Qualitätssteigerung verdeutlicht. Weiter zeigt sich u. a., dass die Annahme eines gleichen Startpunktes aller Sichtstrahlen insbesondere im Nahbereich von Optiken zu großen systematischen Fehlern führt.