ハンド・アイ・キャリブレーション
本ガイドを読むことで、自動ハンド・アイ・キャリブレーション（Eye to Hand）の実行方法を習得できます。
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ハンド・アイ・キャリブレーションとは、カメラ座標系とロボット座標系との対応関係（外部パラメータ）を求める ことです。ビジョンシステムにより取得した対象物の位置姿勢をロボット座標系に変換し、ロボットが対象物の把持を完了させるように制御します。 |
事前準備
キャリブレーションボードの取り付け、カメラパラメータの調整、キャリブレーション前の設定を行います。
キャリブレーションに必要なものを準備
カメラがEye to Hand方式で取り付けられている場合、自動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。
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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。
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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。
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。 |
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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。
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Mech-Eye Viewerを起動し、プロジェクトで使用しているカメラを選択し、カメラのパラメータを調整 します。
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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。
正常 露出過度 露出不足 
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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。
完全な点群 不完全な点群 不完全な点群 
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キャリブレーション前の設定
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Mech-Visionのツールバーから 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。
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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。
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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。
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キャリブレーションのタスク 画面で、ロボット型番が「KUKA_KR_10_R1100_2_HO」であることを確認し、次へ をクリックします。
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カメラの取り付け方式を選択画面で、Eye to Handを選択して 次へ をクリックします。
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実行モードとロボットの制御方式を選択 画面で、自動キャリブレーション と 標準インターフェース を選択してから、次へをクリックします。すると、キャリブレーション（Eye to Hand） 画面が表示されます。
これで、キャリブレーション前の設定が完了しました。
キャリブレーションの実行手順
カメラに接続
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カメラに接続手順で、検出されたカメラから接続するカメラを選択して
をクリックするか、ダブルクリックして接続します。
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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。
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画像ビュー では、取得した2D画像と点群が要件を満たしていることを確認した上で 次へ をクリックします。
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取得した画像が要件を満たしていない場合、Mech-Eye Viewerを起動し、カメラの2Dと3D露光パラメータを調整 して再取得する必要があります。 |
キャリブレーションボードを取り付けて内部パラメータをチェック
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キャリブレーションボードを取り付けて内部パラメータをチェック 手順で、使用されているキャリブレーションボードに貼られているラベルに従って、キャリブレーションボードを選択 の下の 標準キャリブレーションボード型番 を選択します。
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キャリブレーションボードの位置と点群品質を確認 で、チェック基準を確認してから、連続キャプチャ をクリックします。すると、連続キャプチャ が キャプチャを停止して位置を検出 に変わります。
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ロボットを制御してキャリブレーションボードを適切な位置に移動させ、キャリブレーションボードが赤い枠内に完全に収まるようにしてください。また、キャリブレーションボードとカメラの距離ができるだけ推奨値に近いことを確認してください。
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キャリブレーションボードの2D画像と深度画像がチェック基準を満たしていることを確認してから、キャプチャを停止して位置を検出 をクリックします。
取得した画像がチェック基準を満たしていない場合、Mech-Eye Viewerを起動 をクリックしてMech-Eye Viewerを起動し、カメラの2Dと3D露出パラメータを調整 してから画像を再度取得します。パラメータを調整する前に、必ず パラメータグループ を「calib」に切り替えてください。
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カメラの内部パラメータをチェック で 内部パラメータをチェック をクリックします。
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内部パラメータのチェック結果を確認します。
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カメラの内部パラメータのチェックが合格している場合は、表示される画面で OK をクリックし、下の 次へ をクリックします。
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内部パラメータのチェックが合格していない場合は、補助円を描画 するか、検出パラメータを修正 することによってキャリブレーションボード上の円の検出パラメータを編集し、内部パラメータを再チェック ボタンをクリックします。
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| 上記の方法でも解決できない場合、カメラ自体の内部パラメータに問題がある可能性がありますので、内部パラメータを補正 するか、Mech-Mind株式会社のテクニカルサポートにお問い合わせください。 |
ロボットを接続
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（オプション）ロボットを接続 手順で インターフェースサービスを起動 をクリックします。すると、このボタンが ロボットの接続を待機中… に変わります。ツールバーの ロボット通信設定 がすでに有効になっている場合は、この操作は不要です。
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自動キャリブレーション を参照してティーチペンダントで自動キャリブレーションのプログラムを選択し、キャリブレーションの開始位置を設定してキャリブレーションプログラムを実行します。
キャリブレーションプログラムが正常に起動されると、ログに「キャリブレーションプロセスに入ります。Mech-Visionでキャリブレーションを実行してください。」が表示されます。 -
Mech-Visionに戻り、ロボットを接続 の下に「接続済み」が表示されることを確認してから、下の 次へ をクリックします。
動作経路を設定
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動作経路を設定 手順で、キャリブレーション範囲を決定 の下の 高さ範囲 パラメータを設定します。
高さ範囲 は、カメラの推奨ワーキングディスタンスとロボットの作業空間に応じて設定する必要があります。
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自動生成 をクリックし、ポップアップする ロボット経路をカメラ座標系に自動的に合わせる 画面で 確認 をクリックします。
この操作では、ロボットをわずかに移動させ、画像を取得します。全体のプロセスは10から15秒かかります。動作経路が安全であることを確認してください。緊急時にロボットティーチペンダントの非常停止ボタンを押してください。 -
ポップアップする キャリブレーション 画面で 確認 をクリックします。
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右側の シーンビュー パネルで、各経路点の位置が正確で、周囲の環境との衝突が発生しないことを確認してください。
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パラメータに基づいて経路を生成 をクリックし、下の 次へ をクリックします。
画像と位置姿勢を取得
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画像と位置姿勢を取得 手順で キャリブレーションを実行 をクリックします。
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ポップアップウィンドウに表示されるロボット動作の安全に関する注意事項をよく読み、OK をクリックします。
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ロボットが設定した経路に沿って移動し、カメラが各経路点で画像取得を完了するのを待ちます。右側の 画像ビュー パネルで取得された画像が表示されます。
ロボット動作中に、ロボットの動作範囲に近づかないようにしてください。 -
画像が取得した後、表示される画面で OK をクリックします。
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取得されたキャリブレーションデータが要件を満たしていることを確認してから、下の 次へ をクリックします。
要件を満たしていない場合、ロボットを手動で移動した後（ティーチペンダントまたはMech-Vizも使用可能）、補助ツール で 画像を手動で追加 にチェックを入れ、画像を追加してフランジ位置姿勢を記録 をクリックし、キャリブレーションボードの画像を追加してロボットのフランジ位置姿勢を入力する必要があります。
外部パラメータを計算
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外部パラメータを計算 手順で、外部パラメータを計算して結果を確認 の 外部パラメータを計算 をクリックします。
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キャリブレーションが正常に実行されたことを示すダイアログで、OK をクリックします。
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下部にある 保存 をクリックし、ポップアップする キャリブレーションファイルを保存 画面で OK をクリックします。すると、キャリブレーション結果はプロジェクトの「calibration」ディレクトリに自動的に保存されます。
キャリブレーション結果の検証方法については、キャリブレーション結果の確認 をご参照ください。
これで、自動ハンド・アイ・キャリブレーション（Eye to Hand）の実行方法の説明が完了しました。