Calibration of digital SLR Nikon D3X for the use in digital photogrammetry projects

Results of research on calibration of high-resolution digital camera Nikon D3X have been presented. CMOS matrix stability in recording process of digital images, calculation of principle distance as well as principal point, radial distortion and tangential distortion were determined. The interior orientation parameters determined during calibration in test project were examined. All test images were obtained using three replaceable Nikkor lens of 24, 35 and 50 mm focal length. The calibration process was executed in Camera Calibration and Field Calibration modules of PhotoModeler software using convergent terrestrial images. It was also executed for single photo in DLT module of AeroSys software. For the determination of interior orientation parameters of digital camera for each lens the 2D and 3D test fields were used. Stability and repeatability of recorded digital images on CMOS matrix were examined on 25 control points which were evenly distributed on a white calibration table. Accuracy of pixel position on the image for 24 mm, 35 mm and 50 mm focal length was 0.06, 0.08 and 0.04 of image pixel, respectively. It was found that interior orientation parameters calculated using the PhotoModeler software for both calibration methods were correctly determined while when using the Aerosys software they were determined with lower accuracy. The very high accuracy of elaboration of a test photogrammetric project for each camera lens was obtained using interior orientation parameters calculated on the basis of convergent images and 3D field.

---

W artykule przedstawiono wyniki badań nad kalibracją wysokorozdzielczej lustrzanki cyfrowej Nikon D3X. Badania obejmowały określenie stabilności rejestrowanych na matrycy obrazów cyfrowych, wyznaczenie odległości obrazowej, punktu głównego zdjęcia, dystorsji radialnej, dystorsji tangencjalnej oraz przetestowanie uzyskanych parametrów orientacji wewnętrznej kamery na projekcie testowym. Wszystkie etapy prac przeprowadzono wykorzystując trzy wymienne obiektywy Nikkor o ogniskowych 24, 35 i 50 mm. Proces kalibracji kamery wykonano z zastosowaniem zbieżnych zobrazowań naziemnych w oprogramowaniu PhotoModeler oraz pojedynczej sceny w module programu Aerosys. Do określenia elementów orientacji wewnętrznej aparatu z poszczególnymi obiektywami wykorzystano pole testowe płaskie oraz przestrzenne. Stabilność i powtarzalności rejestracji obrazów na matrycy sprawdzono na 25 rozmieszczonych równomiernie punktach. Uzyskane wyniki to przeciętnie: dla ogniskowej 24 mm - 0.06 piksela, 35 mm - 0.08 piksela, 50 mm - 0.04 piksela. Kalibrację wykonano wykorzystując moduły Camera Calibration i Field Calibration oprogramowania PhotoModeler oraz moduł DLT programu Aerosys. Najdokładniej dla wszystkich obiektywów opracowano przykładowy projekt fotogrametryczny, stosując elementy orientacji wewnętrznej testowanej lustrzanki, wyznaczone na podstawie zdjęć zbieżnych testu trójwymiarowego.