ハンド・アイ・キャリブレーション(Eye to Eye)

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以下では、カメラがEye to Eye方式で取り付けられている場合にキャリブレーションを実行する方法について説明します。

詳細については、2台カメラのキャリブレーション(Eye to Eye) をご参照ください。

事前準備

以下は、ハンド・アイ・キャリブレーションを実行する前に必要な事前準備です。

ビジョンシステムを構築

ビジョンシステムのハードウェア設置 を参照してMech-Mindビジョンシステムの構築を完了させてください。

ハンド・アイ・キャリブレーションを実行するには、Mech-Eye Viewer、Mech-VisionおよびMech-Vizの使用が必要です。これらのソフトウェアがインストールされ、最新バージョンにアップグレードされていることを確認してください。

ロボット通信設定を実行

ロボットは標準インターフェース方式でビジョンシステムと通信する場合、ロボットの標準インターフェースの通信設定を完了させてください。詳細については、標準インターフェース通信 をご参照ください。

ロボットはVizティーチング方式でビジョンシステムと通信する場合、ロボットのVizティーチングの通信設定を完了させてください。詳細については、Vizティーチング通信 をご参照ください。

キャリブレーションに必要なものを準備

Eye to Eye取り付け方式を使用する場合、キャリブレーションを実行するにはキャリブレーションボードの使用が必要です。キャリブレーションボードは以下の要件を満たす必要があります。

  • キャリブレーションボードの白い円がはっきりと見えること、破損や曲げ変形がないことを確認してください。

  • キャリブレーションボードのコネクタをロボット先端のフランジに取り付け、そのコネクタにキャリブレーションボードを取り付けます。キャリブレーションボードがしっかりと取り付けられていること、ロボット先端のXY平面と平行であることを確認してください。

    ロボットフランジに取り外しができないハンドがある場合、キャリブレーションボードをハンドに直接固定します。

また、キャリブレーションを実行する前に、2つのカメラの視野が重なる領域の最下部中央をキャリブレーション開始位置として、ロボットを移動させます。

キャリブレーションボードの点群品質をチェック(オプション)

キャリブレーションボードの点群品質は、キャリブレーション結果の精度に影響を与えます。キャリブレーション結果の正確性と信頼性を確保するために、キャリブレーションボードの点群品質を確認する必要があります。キャリブレーション手順には、キャリブレーションボードの点群品質を確認する操作が含まれています。また、キャリブレーション前にキャリブレーションボードの点群品質を事前に確認することで、キャリブレーションの時間を短縮できます。
  1. キャリブレーションボードをカメラ視野内の作業平面の中心に配置します。

  2. Mech-Eye Viewerを起動し、プロジェクトで使用するカメラを選択して、カメラのパラメータを調整 します。

  3. 2Dパラメータを調整して、2D画像内でキャリブレーションボード全体の明るさが暗すぎず、各キャリブレーション円がはっきり見えるようにします。

  4. 3Dパラメータを調整し、キャリブレーションボード上の各キャリブレーション円が完全に見えるようにします。

    現場では、環境光が複雑な場合、2D画像や点群への影響を軽減するために、遮光・補光することを推奨します。

  5. 上記の手順を完了することで、キャリブレーションボードの点群の品質が要件を満たしていることを確認します。

    正常 露出過度 露出不足

    2D画像

    normal-2d

    overexposure-2d

    underexposure-2d

    点群

    normal-3d

    overexposure-3d

    underexposure-3d

キャリブレーション前の確認作業を完了

キャリブレーション前の確認作業 を参照して、以下のことを完了させてください。

  • ロボット台座がしっかりと取り付けられていることを確認します。

  • カメラとそのブラケットがしっかりと取り付けられていることを確認します。

  • キャリブレーションボードがロボット先端にしっかりと取り付けられていることを確認(ETHの場合)します。

  • ロボットの絶対精度が使用要件を満たしていることを確認します。

  • ロボットモデルパラメータの正確性を検証します。

  • カメラの予熱が実行されたことを確認します。

キャリブレーション前の設定

ロボットが標準インターフェース通信またはVizティーチング通信に対応している場合、自動キャリブレーション(Eye to Hand)の キャリブレーション前の設定 を参照して設定を行います。

Eye to Eyeキャリブレーションを実行するには、カメラの取り付け方式を選択 画面で Eye to eye を選択します。

calib preset ete

ロボットが標準インターフェース通信またはVizティーチング通信に対応していない場合、標準キャリブレーション法を使用する手動キャリブレーション(Eye to Hand)の キャリブレーション前の設定 を参照して設定を行います。

その他のキャリブレーションフローと比較して、Eye to Eyeのキャリブレーションの事前設定には以下の手順で違いがあります。

  1. カメラの取り付け方式を選択 画面で Eye to eye を選択します。

    calib preset ete
  2. データの取得方法を選択 画面で、 標準キャリブレーション法 を選択します。

    calib preset manual select randompose ete

キャリブレーションの実行手順

カメラ接続

  1. カメラに接続 手順で、検出されたカメラ から接続するサブカメラを選択して connect camera icon をクリックするか、ダブルクリックして接続します。

    calibration ete connect camera ete
  2. 上記の方法と同様にメインカメラに接続します。接続後、カメラIDの前に calibration ete master camera が表示されます。

    メインカメラを切り替えるには、カメラを選択し、メインカメラとして設定をクリックします。

  3. カメラ接続後、一回キャプチャ または 連続キャプチャ をクリックします。

    calibration ete image capture ete
  4. 画像ビュー では、カメラが画像を正常に取得できることを確認した上で 次へ をクリックします。

    この手順では、メインカメラのみを使用して2D画像と深度画像を取得します。サブカメラの画像取得効果を確認するには、それをメインカメラに設定し、画像取得効果を確認してから元の設定に戻ります。

その他の手順

ロボットが標準インターフェース通信またはVizティーチング通信に対応している場合、自動キャリブレーション(Eye to Hand) を参照して残りの設定を行います。

ロボットが標準インターフェース通信またはVizティーチング通信に対応していない場合、 標準キャリブレーション法を使用する手動キャリブレーション(Eye to Hand) を参照して残りの設定を行います。

  • キャリブレーションボードの画像と位置姿勢を取得 手順で、ソフトウェアは2つのカメラを同時に使用して画像と位置姿勢を取得します。異なるカメラで取得したキャリブレーションボードの画像とキャリブレーションボードの白い円の情報を確認する場合、画像と位置姿勢一覧 パネルでカメラを切り替えることができます。

  • 外部パラメータを計算 手順で、ソフトウェアは2つのカメラの外部パラメータに加え、サブカメラがメインカメラの座標系における位置姿勢の変換関係も計算します。

これで、キャリブレーション手順が完了しました。

キャリブレーション済みの外部パラメータによる2つのカメラの位置姿勢関係を計算

2つのカメラの外部パラメータを別々にキャリブレーションした後、ETEキャリブレーションで2つのカメラの位置姿勢関係を直接計算することができます。

キャリブレーション済みの外部パラメータで2つのカメラの位置姿勢関係を計算するには、以下の手順を実行します。

  1. Mech-Visionを起動し、ツールバーの カメラキャリブレーション をクリックします。すると、キャリブレーション前の設定 画面が表示されます。

  2. キャリブレーション前の確認作業が完了したこと を確認し、確認完了 ボタンをクリックし、次へ ボタンをクリックします。

    calib preset confirm checks
  3. キャリブレーションの実行方法を選択 画面で、新なキャリブレーションを開始 を選択し、次へ をクリックします。

    calib preset new
  4. キャリブレーションのタスクを選択 画面で、ドロップダウンリストから その他のロボットのハンド・アイ・キャリブレーション を選択し、必要に応じて ロボットのオイラー角のタイプ を指定し、ロボットの座標系を選択してから 次へ をクリックします。

    calib preset manual select task
  5. キャリブレーションするためのロボットを選択 画面で、実際の状況に応じて 6軸ロボット4軸ロボット または 5軸、または他のタイプのロボット を選択してから、次へ をクリックします。

    calib preset manual select 6 axis
  6. カメラの取り付け方式を選択 画面で、Eye to eye を選択して 次へ をクリックします。

    calib preset ete
  7. データの取得方法を選択 画面で、キャリブレーション済みの外部パラメータによる計算 を選択し、2つのカメラの外部パラメータファイルを選択してから 実行 をクリックします。すると、キャリブレーション(Eye to Eye) 画面が表示されます。

    calibration ete calib preset ete calculate
  8. カメラに接続 手順で、カメラ一覧から接続するカメラを選択して connect camera icon をクリックするか、ダブルクリックして接続します。

  9. 繰り返して2番目のカメラに接続してから、下の 次へ をクリックします。

  10. 外部パラメータを計算 手順で、外部パラメータを計算 をクリックします。

    calibration ete calcualte extri param ete quick

外部パラメータが計算した後、点群ビュー パネルでマージされた点群が表示されます。

外部パラメータファイルの切替え

Mech-Visionプロジェクトがカメラの外部パラメータファイルを使用している場合、キャリブレーションが完了したら、Mech-Visionプロジェクトに使用されている外部パラメータファイルを新しいものに切り替える必要があります。

  1. カメラから画像を取得 ステップを選択します。

    change calibration parameter group
  2. ステップパラメータ から キャリブレーションパラメータグループchange calibration parameter group icon をクリックし、表示される画面で新しい外部パラメータファイルを選択します。

Mech-Visionプロジェクトでマージ効果を確認

下図のようなプロジェクトを構築し、「出力がない場合に制御フローをトリガー」と「出力がある場合に制御フローをトリガー」にチェックを入れます。

calibration ete ete project

「点群をマージ」ステップをシングル実行すると、マージされた点群が表示されます。下図に示すように、マージ後の出力点群は、マージされた全体点群となります。左上にある View as Whole| 1 | 2 をクリックして点群を切り替えることができます。

calibration ete converged poin cloud

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