機器視覺硬件的選擇-標定板

一>棋盤格的作用
? ? a>畸變校正
????????徑向畸變,徑向畸變就是沿著透鏡半徑方向分布的畸變,產(chǎn)生原因是光線在原理透鏡中心的地方比靠近中心的地方更加彎曲,這種畸變在短焦鏡頭中表現(xiàn)更加明顯,徑 向畸變主要包括桶形畸變和枕形畸變兩種。以下分別是枕形和桶形畸變示意圖:

切向畸變,是由于透鏡本身與相機傳感器平面(成像平面)或圖像平面不平行而產(chǎn)生的。

? ? b>圖像與實際尺寸轉(zhuǎn)換
????????圖像中的坐標都為像素坐標與實際坐標系的方向和尺寸都不相同。為了將像素轉(zhuǎn)為實際尺寸,那么就需要標定。也可以說是枚舉一些特別的點,這些點在圖像與實際中 一一對應(yīng),求取點和點之間的像素距離,以及實際的xy軸與圖像xy軸的夾角。如果這些點是由機器人,或者伺服機構(gòu)提供,那么就變成了N點標定。這里這些點由棋盤格的黑白交點提供。
?c>轉(zhuǎn)換中介
?????????不同相機的有各自的坐標系,使用棋盤格作為中介將不同坐標系連接在一起。
? 例如:圖像坐標系Image(x,y)經(jīng)過棋盤格轉(zhuǎn)換矩陣Tc轉(zhuǎn)為棋盤格坐標系,再經(jīng)過九點標定轉(zhuǎn)換矩陣Tm可以變成機械坐標系Mach(x,y)。
? ? ? ? ? ?如果兩個不同相機使用同一姿態(tài)的棋盤格做標定
? ???????Image1(x,y)Tc1Tm1=Mach1(x,y)
? ???????Image2(x,y)Tc2Tm2=Mach2(x,y)
? ? ? 結(jié)論A:那么Mach2(x,y)Tm2逆與Mach1(x,y)Tm1逆在同一個坐標系下
? ? ? ? ? 當(dāng)相機2標定位置與標定位置不同時
? ? ? 結(jié)論B:Imag1(x,y)Tc1與Image2(x,y)Tc2+拍照平移距離Tm2逆(或Imag1(x,y)Tc1Tm1與Image2(x,y)Tc2Tm1+拍照平移距離)在同一坐標系下,此類方法可以應(yīng)用于高精度尺寸檢測
? ? ? 結(jié)論C:Imag1(x,y)Tc1Tm1與Image2(x,y)Tc2Tm1在同一坐標系下,此類方法可以應(yīng)用于對位貼合
二>棋盤格規(guī)格性能
? ? a>單元格尺寸:黑白格(圓點)距離最近的黑白格(圓點)中心距離
? ? b>單元格精度:單元格尺寸的實際測量值誤差精度
? ? c>棋盤格材質(zhì):繪制單元格的載體材料:亞格力、金屬、玻璃等
? ? d>特征:二維碼、DataMartrix等點坐標信息,基準、標識等原點信息
? ? e>打印高度:針對于亞格力、玻璃等材質(zhì)棋盤格實際繪制位置距離表面的高度
三>棋盤格的選擇
? ? a>確定棋盤格黑白格大小
? ? ? ? 棋盤格棋盤格標定時,視野中黑白格交點需要保證在20個以上,視野中像素數(shù)量至少64*64,且每個格子面積要保證25個像素以上,要保證視野中有5*4個黑白格。所以黑白格的大小選型為
? ? ? ? ? ? ? ? ? ??像素精度?5<黑白格邊長<視野長邊?6
? ? b>確定棋盤格黑白格精度
? ? ? ? 正常情況下,棋盤格精度需要小于相機的重復(fù)精度,否則就造成了像素浪費。例如單個像素精度為10um時,重復(fù)精度約為1/3像素,那么選擇的棋盤格精度約為2um
? ? c>確定棋盤格的尺寸
????????單個相機標定時,只要要棋盤格大于使用區(qū)域即可。例如視野為5m*4m,但被拍照的物料大小和移動范圍合起來只有2m*3m,那么只要選擇比2m*3m的尺寸大一些的棋盤格即可。
????????聯(lián)立標定時,棋盤格應(yīng)該等于聯(lián)立標定時的視野, 例如測量一個1米長的繩子總長,繩子位置變動為±10mm,理論來說,棋盤格大小只要超過1m+10mm*2即可,但是實際建議選擇更大一些盡力棋盤格能充斥整個視野。例如相機視野時40mm*16mm,那么棋盤格大小要超過1m+40mm
? ? d>確定棋盤格的材質(zhì)
? ? ????高精度的偏向于玻璃和金屬類
????????普通精度偏向于亞格力、菲林片、紙


