Katedra Robotyki i Mechatroniki
System wizyjny robota AdpetOne (Ćw 2.)
Temat: Kalibracja
Prowadzący: dr inż. Piotr KOHUT
Grupa:
Imię i nazwisko:
Data:
Uwagi:
Ćwiczenie 2) Kalibracja
Kalibracja systemu wizyjnego ma na celu:
• Ustalenie położenia i orientacji kamery w referencyjnym układzie współrzędnych
robota (WORLD). Położenie i orientacja kamery określona jest poprzez trzy
współrzędne wektora położenia x, y, z oraz trzy kąty Rx, Ry, Rz (to.cam[nr kamery])
• Określenie współczynnika skali. Współczynnik skali określa ilość pikseli
przypadających na jeden milimetr (skala mm/pixel).
• Określenie współczynnika kształtu (zniekształcenia) piksela. Współczynnik kształtu
piksela określa stosunek jego szerokości i wysokości (X/Y ratio).
Przed przystąpieniem do kalibracji należy ustawić optymalną przysłonę oraz skorygować
ostrość obiektywu.
Przeprowadzenie procesu kalibracji.
W celu przeprowadzenia procesu kalibracji wykorzystuje się dwa programy:
1) a.set_gain – automatycznie ustawiający wzmocnienie oraz offset sygnału
wizyjnego (V.GAIN – wartość jasności , V.OFFSET – wartość
kontrastu)
2) a.areacal – realizujący proces kalibracji
Aby przeprowadzić proces kalibracji należy:
1) Sprawdzić zawartość dyskietki poleceniem
FDIR A:
2) Wczytać katalogi SET_GIAN.V2 oraz AREACAL.V2 poleceniem:
LOAD A: SET_GAIN.V2
LOAD A: AREACAL.V2
3) Uruchomić program określający parametry jasności i kontrastu systemu poleceniem:
EXECUTE a.set_gain
Wybrać kamerę fizyczną nr 1 i przyporządkować jej kamerę wirtualną nr 1
Zanotować wartości:
V.GAIN ……………………………….
V.OFFSET …………………………….
Wynikowy sygnał wyniesie: U
wy
= U
we
* V.GAIN + V.OFFSET
4) Ustalić próg binaryzacji. W tym celu należy użyć następujących poleceń:
VPICTURE
(pobranie
,
przetworzenie i rozpozanie obrazu)
VAUTOTHR Tbin[],
(automatyczne
określenie optymalnego progu)
PARAMETER V.THRESHOLD = Tbin[1]
(ustalenie progu binaryzacji)
5) Uruchomić główny program realizujący kalibrację a.areacal.
EXECUTE a.areacal
5. 1. Na pytanie o numer kamery wirtualnej wybrać “1”.
5. 2. Na pytanie o numer kamery fizycznej wybrać “1”.
5. 3. Z głównego menu należy wybrać pozycję “3 => CALIBRATE the current camera”.
5. 4. Potwierdzić kalibrację odpowiadając „Y”
5. 5. Na pytanie czy posiadamy dysk kalibracyjny należy podać pozytywna odpowiedź „Y”
5. 6. Potwierdzić proces kalibracji - “Y” - “OK to continue?”.
5. 7. Na pytanie o możliwość sprawdzenia parametrów – z uwagi na to, że parametry te zostały
ustalone wcześniej (V.OFFSET, V.GAIN i VTHRESHOLD) należy odpowiedzieć „N”
5. 8. Kolejny raz należy odpowiedzieć „Y” na pytanie o gotowość do procesu kalibracji.
5. 9. System poprosi o umieszczenie dysku kalibracyjnego w środek pola widzenia kamery. Po
umieszczeniu dysku kalibrującego, należy potwierdzić przyciskiem RETURN.
5.
10. Na pytanie czy używamy oryginalnego dysku kalibracyjnego systemu adept należy
odpowiedzieć twierdząco
5. 11. W celu poprawienia dokładności kalibracji kolejne pytania dotyczyć będą propozycji
umieszczenia dysku kalibracyjnego w różnych położeniach. Należy udzielić pozytywnej
odpowiedzi i kolejno przesuwać dysk kalibracyjny w odpowiednio wybrane pozycje ( np. w 4-ech
narożnikach pola widzenia kamery).
5. 12. System umożliwia wycofanie zapisania danych kalibracyjnych. Kalibracja kamery nie jest
prostą czynnością i trzeba być absolutnie pewnym, co do słuszności uzyskanych wyników. Jeżeli
jesteśmy pewni uzyskanych wyników należy wybrać odpowiedź negatywną „N”
5. 13. Uzyskane dane należy zapisać w poniższej tablicy
5. 14. Parametry kalibracyjne należy zapisać na dysk – „Y” . Zachowane zostaną w pliku
area***.dat
Dane kalibracyjne znajdują się w tablicy kalibracji dostepnej polecenaimi VGETCAL i
VPUTCAL
VGETCAL (camera)
array (index)
Funkcja:
System umożliwia załadowanie tablicy z wcześniej zdefiniowanymi danymi kalibracyjnymi
dla wybranej kamery wirtualnej.
Parametry
camera - opcjonalne wrażenie typu rzeczywistego określające numer kamery
array [ ] – tablica danych kalibracyjnych
index – liczba typu całkowitego, która identyfikuje pierwszy element tablicy array [ ]
(jeśli index jest pominięty to wartość początkowa wynosi 0)
Szczegóły:
Instrukcja jest używana przez programy kalibracyjne dostarczone wraz z systemem wizyjnym.
Programy kalibracyjne wykorzystują polecenie VGETCAL, aby ustalić, jakie dane
kalibracyjne zostały poprzednio zdefiniowane przez polecenie VPUTCAL
Nazwa parametru
X Y Z RX RY RZ
1) Lokacja kamery
względem globalnego
układu współrzędnych
WORLD:
to.cam[1]
Współczynnik skali
mm/piksel
Współczynnik
kształtu piksela
X/Y
Przy załączeniu systemu V+, system wizyjny przypisuje wstępnie dane kalibracji do kamer od
1 – 8. Dane te przyporządkowują numer kamery wirtualnej do kamery fizycznej N, gdzie
N=1…8, 1mm = 1 pixel. Po tej operacji system jest użyteczny do ustawienia oraz testowania.
VPUTCAL ( camera)
array (index)
Funkcja:
System umożliwia załadować tablicę kalibracyjną parametrami kalibracji
Parametry
camera - opcjonalne wrażenie typu rzeczywistego określające numer kamery
array [ ] – tablica parametrów kalibracyjnych
index – liczba typu całkowitego, która identyfikuje pierwszy element tablicy array [ ]
(jeśli index jest pominięty to wartość początkowa wynosi 0)
Szczegóły
Programy kalibracyjne zaopatrzone w AdeptVision systemy wypełniają tablicę i wykonują
VPUTCAL na końcu udanej kalibracji. Dane kalibracyjne są używane w przypadku operacji
na odległościach rzędu milimetrów takich jak VPICTURE, VWINDOW, VRULER,
VLOCATE, VFEATURE.
Jeśli któryś z elementów tabeli nie zostanie zdefiniowany to jest przyjmowany jako równy
zero. Następnie VGETCAL wyciągnie kompletnie zdefiniowaną tablicę
Załadowanie parametrów kalibracyjnych możliwe jest następującą komendą
CALL load.area("area500.dat", cam.virt, threshold, backlight, to.cam, cam.cal[], $error)
Należy narysować relacje (położenie oraz orientacja) między układami współrzędnych
WORLD oraz kamery po przeprowadzeniu kalibracji:
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