왜곡 캘리브레이션

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기능 소개

왜곡 캘리브레이션은 2D 카메라 렌즈의 영상 형성 과정에서 발생하는 기하학적 왜곡을 보정하는 과정입니다. 렌즈의 광학 특성과 설치 오차의 영향으로 인해 획득한 이미지에는 다양한 정도의 왜곡이 발생할 수 있으며, 이로 인해 실제 직선이 이미지에서는 곡선처럼 보이거나 대상 위치가 실제 위치와 어긋날 수 있습니다.

왜곡 캘리브레이션을 통해 카메라의 왜곡 파라미터를 계산하고, 해당 파라미터를 기반으로 이미지를 보정하여 왜곡의 영향을 제거하거나 줄일 수 있습니다. 또한 후속 위치 결정, 측정 및 핸드-아이 캘리브레이션에 더욱 정확한 이미지 데이터를 제공할 수 있습니다.

캘리브레이션 전 준비

왜곡 캘리브레이션을 시작하기 전에 다음 준비 작업을 완료해야 합니다.

캘리브레이션에 필요한 자재 준비

2D 카메라 왜곡 캘리브레이션에는 캘리브레이션 보드를 사용해야 합니다. 보드의 특징이 선명하고, 표면에 눈에 띄는 긁힘이 없으며, 보드에 뚜렷한 휨이나 변형이 없는지 확인하십시오.

캘리브레이션 보드 이미지 품질 확인

캘리브레이션 보드의 이미지 품질은 왜곡 캘리브레이션 결과의 정확도에 영향을 줍니다. 따라서 보드 이미지 품질을 반드시 확인해야 합니다. 캘리브레이션 절차 자체에도 이미지 품질 확인 단계가 포함되어 있지만, 시간을 절약하기 위해 사전에 미리 점검할 수도 있습니다.

  1. 캘리브레이션 보드를 카메라 시야 내 작업 평면 중앙에 수평으로 놓습니다.

  2. 2D 카메라 관리 도구에서 카메라를 연결하고 카메라 파라미터를 조정하여, 2D 이미지에서 캘리브레이션 보드의 전체 밝기가 너무 어둡거나 너무 밝지 않고 밝기가 고르며, 각 캘리브레이션 원이 선명하게 보이도록 합니다.

    현장의 조명이 복잡한 경우 차광 또는 보광을 통해 환경광이 2D 이미지에 미치는 영향을 줄이는 것이 좋습니다.
    정상 과노출 저노출

    calibration normal1

    calibration overexposure

    calibration underexposure

캘리브레이션 보드와 카메라의 상대 위치 관계 확인

현재 왜곡 캘리브레이션 결과를 실제 피킹 장면에 효과적으로 적용하려면, 캘리브레이션 전에 캘리브레이션 보드와 카메라의 상대 위치 관계가 실제 피킹 시 카메라와 피킹 대상 물체가 놓인 평면의 상대 위치 관계와 일치하도록 해야 합니다. 예를 들어 왜곡 캘리브레이션 시 카메라 촬영 각도, 높이 등의 조건을 실제 피킹 장면과 최대한 동일하게 유지해야 합니다.

카메라 예열 완료 확인

카메라의 온도 드리프트 현상은 이미지 품질에 영향을 주며, 카메라 반복 정밀도와 절대 정밀도에도 영향을 줍니다. 따라서 왜곡 캘리브레이션 전에 카메라 예열을 수행해야 합니다.

캘리브레이션 시작

왜곡 캘리브레이션의 전체 절차는 아래 그림과 같습니다.

calibration process

  1. 카메라 연결: 카메라를 연결하고 캘리브레이션에 사용할 이미지 데이터를 획득합니다.

  2. 캘리브레이션 보드 선택: 캘리브레이션 보드 유형을 선택하고 파라미터를 설정하여 특징점 검출에 사용합니다.

  3. 왜곡 파라미터 계산: 캘리브레이션 보드의 특징점을 기반으로 카메라의 왜곡 파라미터를 계산합니다.

아래에서 위 절차를 설명합니다.

카메라 연결

  1. 카메라를 연결합니다.

    카메라 연결 단계에서 드롭다운 목록을 통해 연결된 카메라를 선택할 수 있습니다.

    목록에 선택 가능한 카메라가 없으면 2D 카메라 관리 버튼을 클릭하여 2D 카메라 관리 도구에서 카메라 연결을 완료한 후, 다시 이 화면으로 돌아와 해당 카메라를 선택하십시오.

  2. 카메라가 정상적으로 이미지를 획득할 수 있는지 확인합니다.

    카메라를 연결한 후 연속 캡처 또는 한번 캡처 버튼을 클릭하면, 오른쪽 이미지 보기 패널에서 획득한 이미지를 확인할 수 있습니다.

    이미지를 획득할 때는 캘리브레이션 보드의 전체 밝기가 너무 어둡거나 너무 밝지 않고, 밝기가 고르며, 각 캘리브레이션 원이 선명하게 보이도록 해야 합니다. 이미지 품질이 기준에 맞지 않으면 노출 시간과 게인을 조정해 개선하십시오.

카메라 연결이 완료되고 이미지 품질에 문제가 없음을 확인한 후, 하단 바에서 다음 버튼을 클릭합니다.

캘리브레이션 보드 선택

  1. 캘리브레이션 보드 모델을 선택합니다.

    • 표준 모델의 캘리브레이션 보드를 사용하는 경우 표준 캘리브레이션 보드 모델을 선택합니다.

    • 다른 캘리브레이션 보드를 사용하는 경우 캘리브레이션 보드 유형을 선택하고 특징점 간격을 설정합니다.

  2. 캘리브레이션 보드 위치와 이미지 품질을 확인합니다.

    연속 캡처 버튼을 클릭하면 오른쪽 이미지 보기 패널에서 캘리브레이션 보드 위치(보드가 빨간 프레임 안에 완전히 들어오고 가능한 한 전체 시야를 채워야 함)와 보드 이미지 품질을 확인할 수 있습니다. 이는 캘리브레이션 결과의 정확성과 신뢰성을 보장하기 위함입니다.

캘리브레이션 보드를 선택하고 위치 및 이미지 품질에 문제가 없음을 확인한 후, 하단 바에서 다음 버튼을 클릭합니다.

왜곡 파라미터 계산

  1. 왜곡 유형을 선택합니다.

    보정할 왜곡 유형을 선택합니다. 렌즈 왜곡 및 원근 왜곡, 렌즈 왜곡, 원근 왜곡을 선택할 수 있습니다.

    • 렌즈 왜곡: 카메라 렌즈의 광학 특성으로 인해 발생하는 이미지 변형으로, 일반적으로 직선이 이미지에서 휘어지는 형태(배럴형 또는 핀쿠션형)로 나타납니다.

    • 원근 왜곡: 카메라와 물체 사이의 기울기 또는 거리 차이로 인해 발생하는 비율 왜곡으로, 가까운 물체는 크게 보이고 먼 물체는 작게 보이는 현상입니다.

  2. 왜곡 파라미터를 계산합니다.

    왜곡 파라미터 계산 버튼을 클릭하여 왜곡 파라미터를 계산합니다.

  3. 왜곡 캘리브레이션 결과를 미리 봅니다.

    이미지 획득 버튼을 클릭하면 오른쪽 이미지 보기 패널에서 왜곡 보정 후 이미지를 확인할 수 있습니다.

    아래 그림과 같이 왼쪽은 원본 이미지이고, 오른쪽은 왜곡 보정 후 이미지입니다.

    preview distortion correction results

  4. 왜곡 캘리브레이션 결과를 저장합니다.

    저장 버튼을 클릭하면 캘리브레이션 결과가 솔루션의 “calibration” 폴더에 저장됩니다. 왜곡 캘리브레이션 결과는 2D 스마트 카메라 스텝과 핸드-아이 캘리브레이션 절차에서 사용할 수 있습니다.

이로써 왜곡 캘리브레이션 절차가 완료됩니다.

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