Calibration of a camera-projector monochromatic system

Camera–projector systems are increasingly being used in many different applications, including object reconstruction. In recent years, a number of approaches have been proposed to calibrate such devices; in this paper a calibration method is presented which can be used with monochromatic systems. The method is based on open‐source code, makes use of planar calibration patterns, is fully automatic, easy to use and fast. Additionally, no initial information regarding the camera interior orientation is needed, and both sensors (camera and projector) are fully calibrated during the process. The method is validated by a series of tests, where root mean square errors (RMSEs) in image space are kept below 1 pixel. Finally, the applicability of the method is demonstrated by implementing two different strategies to automatically reconstruct objects. Résumé Les caméras avec projecteur intégré sont de plus en plus utilisées pour des applications très variées, notamment la reconstruction d'objets. Au cours des dernières années, un certain nombre d'approches ont été proposées pour l’étalonnage de ces systèmes. Cet article présente une méthode d’étalonnage adaptée aux systèmes monochromatiques. La méthode, basée sur un code source ouvert, fait appel à des modèles plans. Elle est entièrement automatique, facile à utiliser et rapide. En outre, aucune information supplémentaire concernant l'orientation interne de la caméra n'est requise, et les deux capteurs (caméra et projecteur) sont entièrement étalonnés au cours du processus. La méthode est validée en utilisant une série de tests, où les erreurs quadratiques moyennes (RMSE) n'excèdent pas 1 pixel dans l'espace image. Enfin, l'applicabilité de la méthode est démontrée par la mise en œuvre de deux stratégies différentes pour la reconstruction automatique d'objets. Zusammenfassung Systeme mit einer Kamera‐Projektor‐Kombination werden für viele verschiedene Anwendungen eingesetzt, u.a. auch für die Objektrekonstruktion. In den letzten Jahren wurden eine Anzahl Ansätze vorgeschlagen, um solche Systeme zu kalibrieren. Dieser Beitrag stellt hierzu eine Kalibriermethode vor, die für monochromatische Systeme nutzbar ist. Die Methode basiert auf Open‐Source Code, benützt ebene Kalibriermuster, ist vollautomatisch, einfach zu bedienen und schnell. Auch wird keine Näherungsinformation für die innere Orientierung der Kamera benötigt und beide Sensoren (Kamera und Projektor) sind durch diesen Prozess kalibriert. Die Methode wird dur