ChArUco Kamera Kalibrasyonu

Bu Neden Önemli?

Tam kalibre edilmiş bir kamera daha doğru 2B ve 3B ölçümler sağlar. Bu, "servo kontrolü" temelli olmayan herhangi bir görev için faydalıdır.

Bununla birlikte, mümkün olduğunca "servo kontrolü" yöntemini kullanmanızı öneririz. Hızlı, hassas ve nesne yakalama, hedefleme ve hedeflere hizalama gibi görevler için uygundur. Daha yüksek doğruluğa ihtiyacınız olduğunu belirlemediğiniz sürece kalibrasyon konusunda endişelenmeyin. Her LL ünitesi, çoğu kullanım senaryosu için oldukça iyi sonuçlar sağlayacak varsayılan bir kalibrasyonla gelir

"servo kontrolü", robotunuzu hedefiniz yapılandırılabilir bir "artı işareti" ile mükemmel şekilde hizalanana kadar döndürme işlemidir. Bu, robotik görüş problemlerine yaklaşmanın en kolay ve çoğu durumda en güvenilir yoludur.

Kamera Kalibrasyonu Nedir?

İç parametrelerin kalibrasyonu, aşağıdaki iki bileşeni belirleme sürecidir:

1. Kamera Matrisi

K olarak gösterilen kamera matrisi, lens ve sensörün 3B dünyayı nasıl 2B bir resme dönüştürdüğünü açıklayan 3x3'lük bir matristir.

[fx  0   cx]
[0   fy  cy]
[0   0   1]

cx ve cy, ana nokta / ana pikselin koordinatlarıdır. Ana nokta / ana piksel, optik eksen / lens merkeziyle doğrudan hizalanmış pikseldir. Üretim sırasında, kamera lensi neredeyse hiçbir zaman görüntü sensörünün merkeziyle mükemmel şekilde hizalanmaz. Hangi pikselin gerçek "merkez" piksel olduğunu anlamamız çok önemlidir

fx ve fy piksel cinsinden hesaplanmış odak uzunluklarıdır. fx ve fy kameranın görüş alanını / zoom seviyesini anlamamıza yardımcı olur.

2. Bozulma Katsayıları

5 bozulma katsayısı hesaplarız:

[k1, k2, p1, p2, k3]

k1, k2, k3 düz çizgilerin eğri görünmesine neden olan radyal bozulma katsayılarıdır.

p1, p2 lensin görüntü düzlemine paralel olmamasından kaynaklanan teğetsel bozulma katsayılarıdır.

ChArUco Kalibrasyonu Gerçekleştirme

Limelight ile ChArUco kalibrasyonu mümkün olduğunca sorunsuz ve hatasız olacak şekilde tasarlanmıştır. Aşağıdaki adımları okuyun ve ardından kameranızı artan doğruluk için nasıl kalibre edeceğinizi öğrenmek için videoyu izleyin.

bilgi

Yalnızca tek bir çözünürlükte kalibrasyon yapmanız gerekir (LL3 için 1280x960 ve LL3G için 1280x800 öneririz). İç parametreler, işlem hattınızın seçilen çözünürlüğüne uyacak şekilde otomatik olarak ölçeklenir ve bozulma katsayıları, sabit en boy oranı ve görüş alanı verildiğinde çözünürlükten bağımsızdır. Donanım zoom işlem hatları ve 5 megapiksel işlem hatları özel kalibrasyonları kullanmayan tek işlem hatlarıdır.

Kalibrasyon Panosunu Hazırlama

Kameranızı kalibre etmek için herhangi bir dizüstü bilgisayar ekranını kullanabilirsiniz. Ancak maksimum doğruluk için calib.io'dan bu 800mmx600mm kaba panoyu satın almanızı öneririz.

1. Bir ChArUco Kalibrasyon Panosu yazdırın veya büyük bir dizüstü bilgisayar ya da bilgisayar ekranında bir pano görüntüsü kullanın. İndirme sayfamızdaki panomuzu kullanın veya kendiniz oluşturun.
2. Bir satırdaki toplam siyah kare sayısını ve toplam ArUco işaretçi sayısını toplayarak ızgaranın "genişliğini" bulun (varsayılan Limelight kalibrasyon panosu için 11).
3. Bir sütundaki toplam siyah kare sayısını ve toplam ArUco işaretçi sayısını toplayarak ızgaranın "yüksekliğini" bulun (varsayılan Limelight kalibrasyon panosu için 8).
4. Bir karenin ve bir işaretçinin kenar uzunluklarını milimetre cinsinden ölçerek "kare boyutu" ve "işaretçi boyutu" ölçümlerini doğrulayın.
   • Kare boyutu ve işaretçi boyutu ölçümleri kritik önem taşır, bu nedenle kumpas kullanın.
5. Sözlük türünü not edin. İndirme sayfasındaki varsayılan pano 5x5_100 sözlüğünü kullanır.

Kalibrasyon Görüntülerini Yakalama

1. Panonuzun mümkün olduğunca düz olduğundan emin olun.
   • Panonuz düz değilse kalibrasyon yapmamalısınız. calib.io'dan özel panolar satın alabilir veya yazdırılmış panonuzu bir clipboard'a sabitleyebilirsiniz.
2. Robotunuzu açın ve Limelight web arayüzüne erişin.
3. 1280x960 AprilTag işlem hattı oluşturun.
4. "Giriş" kaynak türünü "Kamera"dan "Anlık Görüntü"ye değiştirerek ve "Tüm anlık görüntüleri sil" düğmesine tıklayarak tüm kaydedilmiş anlık görüntüleri silin.
5. "Giriş" kaynak türünü tekrar "Kamera"ya değiştirin.
6. Başlamak için ChArUco panosunun en az 25 anlık görüntüsünü yakalayın. İşleme aşina olduğunuzda, toplam en az 50 görüntü yakalamak için geri dönmek isteyeceksiniz.
7. ChArUco kalibrasyonunun standart dama tahtası kalibrasyonuna göre ana avantajı, panonun yalnızca bir kısmı kameraya görünür olsa bile çalışmasıdır. Bu avantajı kullanmak önemlidir.
8. Görüntüleriniz aşağıdaki özelliklerin iyi bir karışımına sahip olmalıdır:
   • Panonuz görüntünün geniş bölgelerini kaplar.
   • Panonuz görüntünün en az bir kenarını veya köşesini aşar (Bu, görüntülerin kenarlarındaki bozulmayı hesaplamaya yardımcı olacaktır).
   • Panonuz genellikle perspektif bozulmasına sahip olacak şekilde konumlandırılır (Pano görüntü düzlemine paralel olmamalıdır).
   • Pano pozisyonları, perspektifler ve kapsama alanında geniş çeşitlilik hedefleyin.
   • Görüntülerinizin %50'si önemli kısalma göstermelidir. Bu, yakındaki işaretçilerin uzaktaki işaretçilerden daha büyük görünmesi etkisidir. Aşağıdaki ekran görüntüsündeki ilk ve son görüntüler kısalmayı gösterir

Kalibrasyon

1. "Kalibrasyon" sekmesine gidin. Dikey kenar çubuğundaki üçüncü sekmedir.
2. "Panoyu Hazırlama" adımında bulunan beş değeri girin.
3. "Anlık Görüntülerle Kalibre Et" düğmesine tıklayın. İşlem bir iki dakika sürebilir.
4. Başarılı olduğunda, "En Son Kalibrasyon Sonucu" kartı en son kalibrasyon sonucunu gösterecektir.
5. Düşük yeniden projeksiyon hatasına sahip (idealde 1'den az) makul bir sonuç için "En Son Kalibrasyon Sonucu" kartını kontrol edin.
6. En son kalibrasyon sonucunu indirin ve "özel - dosya" kalibrasyon yuvasına yükleyin.
7. Artık üç doldurulmuş kalibrasyon sonuç kartı görmelisiniz.
8. Özel kalibrasyon sonucunuzu kullanmak için "tercih edilen kalibrasyon"u "özel - dosya" olarak değiştirin. Tüm işlem hatları kalibrasyon sonucunuzu kullanacaktır.
9. İşleme aşina olduğunuzda daha fazla ekran görüntüsü yakalamayı ve yeniden kalibre etmeyi düşünün.