En réponse aux exigences de calibration haute précision des systèmes d’imagerie télécentrique et aux problèmes d’échec du modèle classique à trou d’aiguille, cet article propose une méthode de calibration de caméra haute précision combinant détection de bord sous-pixel et compensation des erreurs d’éclairage. Tout d’abord, une extraction des bords sous-pixels des cibles circulaires de la plaque d’étalonnage est réalisée à l’aide d’un algorithme amélioré d’ajustement de courbe gaussienne intégrale, et les coordonnées du centre du cercle sont précisément déterminées grâce à un algorithme itératif pondéré des moindres carrés. Ensuite, en se basant sur le modèle d’imagerie télécentrique et en combinant l’orthogonalité de la matrice de rotation, l’équation du facteur d’agrandissement du système est déduite, les paramètres externes ainsi que leur ambiguïté de signe sont résolus, avec une stratégie de résolution proposée. Par la suite, des modèles de distorsion radiale, tangentielle et composite sont construits respectivement, leur applicabilité dans la caractérisation de la distorsion des lentilles télécentriques est étudiée systématiquement, et les paramètres de distorsion sont estimés avec précision à l’aide de l’optimisation non linéaire de Levenberg-Marquardt. Sur cette base, le modèle de compensation des erreurs d’éclairage est utilisé pour mettre à jour dynamiquement les paramètres de correction, intégrés dans le processus de calibration pour éliminer les erreurs de décalage des bords. Les résultats expérimentaux montrent que la méthode de calibration ci-dessus atteint une erreur de reprojection minimale de 0,059 pixels. Lors des mesures du diamètre de la bille étalon de la machine de mesure tridimensionnelle sous un éclairage de 15 à 28 niveaux d’intensité, l’erreur après compensation est maintenue en dessous de 1,6 μm, ce qui valide l’efficacité de la méthode de calibration.

Calibration d’objectif télécentrique; détection de bord sous-pixel; ajustement pondéré itératif du centre; compensation des erreurs d’intensité lumineuse