Diante da necessidade de calibração de alta precisão para sistemas de imagem telecêntrica e do problema da falha do modelo tradicional de orifício, este artigo propõe um método de calibração de câmera de alta precisão que combina a detecção de bordas subpixel com compensação de erros de iluminação. Primeiro, utiliza-se um algoritmo aprimorado de ajuste da curva de integração gaussiana para extrair as bordas subpixel dos alvos circulares da placa de calibração, combinando com um algoritmo iterativo ponderado de mínimos quadrados para determinar com precisão as coordenadas do centro dos círculos. Em seguida, com base no modelo de imagem telecêntrica e combinando a ortogonalidade da matriz de rotação, deriva-se a equação da taxa de ampliação do sistema, resolve-se os parâmetros externos e a ambiguidade do sinal positivo e negativo, fornecendo estratégias para sua eliminação. Posteriormente, constroem-se modelos de distorção radial, tangencial e composta separadamente, estuda-se sistematicamente sua aplicabilidade na caracterização da distorção da lente telecêntrica, e os parâmetros de distorção são estimados com precisão por meio da otimização não linear de Levenberg-Marquardt. Com base nisso, o modelo de compensação de erros de iluminação é combinado para atualizar dinamicamente os parâmetros de correção, integrando-os no processo de calibração para eliminar erros de deslocamento de borda. Os resultados experimentais mostram que o método de calibração acima alcança um erro de reprojeção mínimo de 0,059 pixels. Ao medir o diâmetro da esfera padrão do equipamento de medição por coordenadas no intervalo de intensidade de iluminação de 15 a 28 níveis, o erro após a compensação é constantemente controlado dentro de 1,6 μm, comprovando a eficácia do método de calibração.

Calibração de lente telecêntrica; detecção de bordas subpixel; ajuste iterativo ponderado do centro do círculo; compensação de erros de intensidade luminosa