En raison du très grand champ de vue des lentilles panoramiques, il était nécessaire de trouver une géométrie adéquate afin qu'il soit possible de caractériser tout le champ de vue dans le plan tangentiel ou sagittal en un seul cliché. Il a été décidé que le montage aurait la forme d'un cylindre comme le montage utilisé par Kumler et Bauer (Kumler & Bauer, 2000). Le montage tel d'installé dans le laboratoire est illustré à la figure 3.1. En plus de présenter un avantage quant au positionnement en hauteur de la caméra, il est plus facile à éclairer qu'un montage en forme d'hémisphère par exemple.
Figure 3.1 : Photographies du banc de caractérisation pour lentilles panoramiques Le banc de caractérisation pour lentilles panoramiques a une géométrie cylindrique ce qui permet d'obtenir des informations pour tous les champs de vue dans le plan tangentiel ou sagittal en un seul cliché contrairement aux chartes utilisées habituellement pour les lentilles avec un plus faible cham de vue.
Le montage est composé d'une base en PMMA dans laquelle est creusée une rainure de rayon intérieur de 75 cm, d'équerres et de deux bandes de plexiglas de 12 po de hauteur qui sont insérées dans la rainure. Les nombreuses équerres assurent que le rayon intérieur demeure le même pour toutes les hauteurs (de 0 à 12 po). Le montage peut couvrir des champs de vue de -110° à +110° par souci de polyvalence. La figure 3.2 montre un schéma du montage (vue de dessus) afin d'illustrer le plan de la base de PMMA et la position des différentes équerres.
Rainure Équerre
Figure 3.2 : Schéma du banc de caractérisation pour lentilles panoramiques Schéma du montage lorsque vu du dessus. Les équerres sont distribuées uniformément sur la circonférence afin d'assurer un bon support aux bandes de plexiglas insérées dans la rainure de rayon intérieur de 75 cm. Le montage peut couvrir des champs de vue de-110° à+110°.
Il est intéressant de travailler avec des lentilles panoramiques car leur longueur focale est très petite, de l'ordre d'un ou deux millimètres. Cela signifie qu'on peut prétendre observer des objets relativement proches comme s'ils étaient à l'infini. Les cibles posées sur le support cylindrique sont donc considérées comme étant à l'infini car elles sont à une distance de 75 cm, ce qui est plus de 500 fois supérieur à la longueur focale des lentilles à caractériser.
Le banc de caractérisation a été crée dans le but d'obtenir deux mesures précises : la résolution instantanée (ou champ de vue d'un pixel) et la qualité d'image (MTF). Les cibles ont été crées à l'aide du logiciel Adobe Illustrator et imprimées sur papier mat à l'aide d'une imprimante grand format chez Graphica afin d'éviter d'avoir à jumeler plusieurs feuilles puis apposées sur le support en plexiglas.
3.1.1 Cibles de résolution instantanée
Pour obtenir la résolution instantanée d'un système caméra-lentille en fonction du champ de vue dans le plan objet, il faut d'abord obtenir Yimage mapping, c'est-à-dire la position des cibles dans le plan image de la caméra en fonction de leur position angulaire dans le plan objet, comme décrit à l'équation (2.6).
Pour ce faire, on utilise une série de rectangles noirs et d'espaces blancs d'une largeur angulaire de 2° chacun. Le centre de ces rectangles et de ces espaces est référencé, c'est-à- dire que leur position angulaire est connue par rapport au centre du montage cylindrique. La figure 3.3 met en évidence le patron de cibles utilisé pour obtenir Yimage mapping d'un système caméra-lentille.
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 H 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 l i i l
Figure 3.3 : Cibles utilisées pour la mesure de la résolution instantanée
La série de cibles utilisée pour déterminer l'image mapping d'un système caméra- lentille se trouve dans l'encadré rouge. Il s'agit d'une série de rectangles noirs et d'espace blancs d'une largeur angulaire de 2° chacun. Les carrés noirs aux deux extrémités servent à bien positionner la caméra.
Il est possible d'obtenir la relation entre la position dans le plan image du centre des rectangles et des espaces en fonction de l'angle dans le plan objet. La figure 3.4 illustre
l'allure de Yimage mapping d'un système caméra-lentille panomorphe ainsi que la courbe représentant le modèle f-Q. -125e- UJ -îee wo -535e Champ de vue (°)
Système caméra-lentille Panomorphe ■f-theta
Figure 3.4 : Image mapping d'un système caméra-lentille panomorphe
L'image mapping d'un système caméra-lentille panomorphe n'est pas une relation linéaire entre l'angle dans le champ de vue et la hauteur H ' tel qu'attendu par le modèle f-â
Dans le cas des imageurs panoramiques, le terme / de l'équation (2.6) n'est pas constant, il dépend de l'angle dans le plan objet tel. On peut obtenir le terme f ( 0 ) en dérivant les points de Yimage mapping. Ce terme représente en fait la résolution instantanée du système en fonction de l'angle 0 du champ de vue. La résolution instantanée d'un système caméra- lentille panomorphe est présentée à la figure 3.5.
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a* a r"* e ™• a 1A 01 X • \ i a •* _ft ^ m J " * • o 4j\SZ R " ' a 3 O • r m oc T i « -100 -50 0 50 100 Champ de vue (°)Figure 3.5 : Résolution instantanée pour un système caméra-lentille panomorphe
La résolution instantanée d'un système caméra-lentille panomorphe peut être obtenue en dérivant les points appartenant à l'image mapping. La résolution instantanée est donnée en pixels/0 et la taille d'un pixel est de 2,2 /m. La résolution instantanée est
obtenue à l'aide des données présentées à la figure 3.4.
3.1.2 Cibles de qualité d'image (MTF)
Le banc de caractérisation permet également d'obtenir les courbes de MTF pour différents champs de vue à l'aide des cibles présentées à la figure 3.6.
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Figure 3.6 : Cibles utilisées pour mesurer la MTF radiale et azimutale
Le patron utilisé pour obtenir la MTF pour différents champs de vue se trouve à l'intérieur de l'encadré. Les cibles utilisées pour obtenir la MTF sont des carrés noirs d'une grandeur angulaire de 10° inclinés à 5,71° par rapport à la verticale. Il est possible d'obtenir la MTF radiale à l'aide des transitions horizontales et la MTF
À l'aide du patron illustré à la figure 3.6, il est possible d'obtenir la MTF radiale et la MTF azimutale à l'aide de transitions tel qu'expliqué à la section 2.4.2. C'est pourquoi ce patron contient deux ensembles de marques de positionnements (petits carrés aux deux extrémités). Les deux marques au centre servent à obtenir la position de la transition centrale lors de l'analyse informatique des données. De plus, les carrés noirs sont inclinés à 5,71° par rapport à la verticale en raison du programme qui est utilisé pour extraire les courbes de MTF; la raison en sera exposée à la section 3.4.2. Ils ont une largeur angulaire de 9,95° de façon à ce que la section noire mesure 10° lorsqu'inclinée. Les angles du champ de vue auxquels il est possible d'obtenir une courbe de MTF radiale sont donc 0°,±10°,±20°, etc. Pour les courbes de MTF azimutale, les angles sont plutôt -35°,-15°, +5°, +25°, +45°, etc. Pour obtenir plus de données, il est possible de faire tourner le système caméra-lentille d'un angle entre 0° et 9°. Il faudra cependant traiter séparément les images, mais plus de champs de vue seront étudiés.