2D相机内参标定

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相比于Mech-Eye 3D相机,外置2D相机在实际应用中,往往需要通过调整镜头上的调焦环来调整像距,此时2D相机的内参较出厂时已经发生了较大变化,因此在使用2D相机前需标定内参与外参。

本操作指南介绍如何完成外置2D相机的内参标定。

标定前准备

在进行手眼标定前,你先需要完成如下准备工作:

  • 完成梅卡曼德视觉系统的搭建。

  • 准备标定所需物料。

  • 调整标定板点云成像。

  • 完成机器人通信配置。

完成视觉系统的搭建

请参照视觉系统硬件搭建章节完成梅卡曼德视觉系统的搭建。

手眼标定需要使用Mech-Eye Viewer、Mech-Vision和Mech-Viz软件。请确保上述软件已经安装并更新到最新版本。

准备标定所需物料

内参标定需要使用标定板。

请按照如下要求准备标定板:

  • 请确保标定板上圆清晰,没有明显刮花痕迹,标定板没有明显弯曲变形。

  • 当精度要求大于±1mm时,内、外参标定可使用相同的标定板。在相机工作距离内,选择覆盖相机视野尽可能大的BDB标定板即可。

调整标定板点云成像

  1. 打开Mech-Eye Viewer软件,调整相机参数。

  2. 调整2D参数,使2D图中标定板清晰,没有过曝和过暗现象。

  3. 调整3D参数,使标定板上圆点点云饱满完整,建议将点云后处理中的表面平滑噪点去除改为Normal,以降低点云波动范围。

    若现场环境光较复杂,建议通过遮补光来降低环境光对2D图和点云的影响。

  4. 通过完成以上步骤来确保标定板点云成像质量满足要求。

    正常 过曝 欠曝

    2D图

    normal-2d

    overexposure-2d

    underexposure-2d

    点云

    normal-3d

    overexposure-3d

    underexposure-3d

调整相机焦距

相机安装在固定支架或机器人手臂上后,将标定板放置于相机视野中,然后打开对应的客户端并连续采集图像,观察标定板在相机视野内是否清晰可见。

如标定板图像过于模糊,需调整调焦环并不断观察标定板图像,直到标定板图像清晰可见。

标定预配置

  1. 打开Mech-Vision软件,在工具栏上单击相机标定按钮。标定预配置窗口将弹出。

  2. 选择如何标定窗口,选择开始新的标定单选框,然后单击下一步按钮。

    intri param calib preset new
  3. 选择标定任务窗口,从下拉列表框中选择内参标定,然后单击下一步按钮。

    intri param calib select intri param calib
  4. 选择相机类型和操作模式窗口,选择相机视野关系2D及深度视野相同标定模式标准,然后单击开始标定按钮,标定(内参)窗口将弹出。

    intri param calib select camera type

至此,标定预配置已完成,将进入正式标定流程。

标定流程

连接相机

  1. 连接相机步骤,在相机列表中选中需要连接的2D相机,然后单击 connect camera icon 即可连接相机,或者直接双击需要连接的相机。

    intri param calib connect camera
  2. 连接相机后,可以选择连续采集或者单次采集按钮。

    intri param calib image capture
  3. 图像视图面板中,确定相机能够正常采集图像,然后在底部栏单击下一步按钮。

安装标定板并检查内参

  1. 安装标定板并检查内参步骤,在1 选择标定板区域,根据标定板的型号标签设置标准标定板型号参数。

    intri param calib select calib board
  2. 图像视图区域,确定标定板在相机视野内的位置。

采集标定数据

采集标定数据步骤,单击在当前位姿下拍摄标定圆按钮,获取标定图像,然后在底部栏单击下一步按钮。

intri param calib collect data

采集标定数据时,需不断改变标定板位姿,具体要求如下:

  • 采集过程中,应不断改变标定板姿态,并添加15组标定数据。

  • 添加第一组标定数据时,需使标定板平放在相机视野中央。

  • 添加第 2~15 组标定数据时,需令标定板姿态倾斜,倾斜角度在 30°~45° 之间,且倾斜角度需要尽量丰富多样。

intri param calib collect data example

计算内参

  1. 标定数据采集完成后,在计算内参步骤中单击计算内参按钮。

    intri param calib caculate camera intri
  2. 在弹出的标定结果窗口中单击确定按钮。

    intri param calib camera intri result
  3. 在底部栏单击保存按钮,在弹出的保存标定文件对话框,单击确定按钮。相机标定结果将自动保存到工程的“calibration”目录下。

    intri param calib save calib result

切换内参文件

  1. 进入Mech-Eye相机标定流程。

  2. 安装标定板并检查内参步骤中,单击检查相机内参

  3. 弹出的窗口中提示输入预先标定好的内参文件,然后单击OK,选择标定文件夹中的intri_param.json文件。

至此,即完成了内参文件的切换。

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