В связи с требованием высокой точности калибровки телецентрической системы изображения и проблемой неработоспособности традиционной модели камеры с пинхолом, в данной статье предложен метод высокой точности калибровки камеры, сочетающий субпиксельное обнаружение границ с компенсацией ошибок освещения. Во-первых, с помощью улучшенного алгоритма гауссового интегрального аппроксимирования извлекаются субпиксельные границы круглых мишеней на калибровочной панели, а с применением взвешенного итеративного метода наименьших квадратов точно определяются координаты центра окружности. Во-вторых, на основе телецентрической модели изображения и с использованием ортогональности матрицы вращения выводится уравнение коэффициента увеличения системы, решаются внешние параметры и связанная с их знаками неоднозначность, а также предлагаются стратегии её устранения. Затем создаются радиальная, тангенциальная и комплексная модели искажения, систематически исследуется их применимость для характеристики искажения телецентрической линзы и с помощью нелинейной оптимизации Левенберга–Маркарта точно оцениваются параметры искажения. На этой основе с использованием модели компенсации ошибок освещения динамически обновляются параметры коррекции, которые интегрируются в процесс калибровки для устранения смещения границ. Экспериментальные результаты показывают, что данный метод калибровки достигает минимальной ошибки повторного проецирования 0,059 пикселей, при измерении диаметра стандартного шарика измерительной координатной машины в диапазоне интенсивности освещения 15~28 уровней, после компенсации ошибка постоянно контролируется в пределах 1,6 мкм, что подтверждает эффективность метода калибровки.

калибровка телецентрического объектива; субпиксельное обнаружение границ; взвешенная итеративная аппроксимация центра окружности; компенсация ошибок яркости