ビジョン校正の機能

チェッカーボードの補正点は？

「画像の歪みを補正」 一度キャリブレーションを行うと、画像を取得する度に自動的に歪みが補正されます。

注釈

歪みとは何か、どのように補正されるのかについては、歪み補正を参照してください。

「関心領域ROI（Region of Interest）の定義」 ROI は、後に画像解析に使用するために画像内で残しておく領域のことです。これにより、画像解析に使用されない画像領域を除去します。
- 画像の左右には、常にアジキューブの外の領域があります。
- システム構築する時、画像の同じ部分が常に他のデバイス（ホッパー、ロボット、照明など）によって隠されている場合、この部分はROIから自動的に除去されます。
重要

このため、画像の望ましくない領域を確実に除去するために、自動運転時に得られる画像と同じような画像領域となるようにして、システム構築（カメラ設定）を行うようにしてください。

より良いキャリブレーション結果を得るために、ホッパー、ロボット、ライトなどを解体しないでください。レシピ編集時や自動運転時に画像解析エラーの原因になることがあります。

図 165 では、ROIは、チェッカーボードを囲んでいる緑色の四角形です。

「ピクセルミリメートルやピクセルインチスケールの決定」 視野システムの座標の原点と向きは変わりません（図 255 ）。ビジョン校正前のシステム座標は、X が0 から3072 ピクセル、Y が0 から2048 ピクセルです。校正後のシステム座標は、０から画像の幅のミリ/インチ表示、０から画像の高さのミリ/インチ表示になります（表 34 ）。

表 34 ビジョンの座標変換
	校正前		校正後
参照	X	Y	X	Y
ポイント１	0	0	0	0
ポイント２	3072px	0	幅	0
ポイント３	0	2048px	0	高さ
ポイント４	3072px	2048px	幅	高さ

../../_images/vision_origine.png — 図 255 ビジョンシステムの座標

歪み補正

ビジョン校正の主な目的は、歪み補正です。

歪曲収差は単色光学収差の一つで、固定の動作距離に対して画像内で倍率が変化することを意味します。歪んだチェッカーボードの画像は、直線ではなく曲線になります（図 256 の左のチェッカーボード）。

../../_images/distortion.png — 図 256 光歪み補正（左：校正前、右：校正後）

歪みは、情報を幾何学的に変位させるだけなので、技術的には画像に含まれる情報を減少させることはありません。これは、画像から歪みを効果的に計算できるため、多くの情報を失うことなく補正することができることを意味します。

歪曲モデルは、歪曲された画像のチェッカーボードの線に適合するように、歪曲パラメータとカメラの内因性および外因性の特性のパラメータを探索することによって決定されます。モデルは、湾曲した線を再構成しようとします。これらのパラメータが見つかると、歪み補正変換を歪曲した画像に対して適用することができます。

注釈

歪み補正変換は、画像に適用される歪みパラメータに基づく数学的操作です。画像解析を行う前に、取得した各画像に適用されます。

図 165 は、歪み補正前（左）と補正後（右）のチェッカーボードの画像を示しています。検出されたチェッカーボードのコーナーは緑の十字で表されます。

RMS エラー

9.　カメラの設定の結果のステップでは、歪再構築の二乗平均平方根誤差（RMS）を提供します。これは，想定されるチェッカーボードと歪み再構築の結果として得られるチェッカーボードとの間の平均誤差です。再投影誤差がゼロに近いほど、見つかったパラメータの精度が高くなります。

重要

RMS 誤差が１より大きい場合は、補正が適用されません。

注釈

さらに、チェッカーボードは結果ステップ９で提示されたピクセル/ミリ、またはピクセル/インチのスケールを決定するために使用されます。

透視投影補正

ステップ７でカメラの高さ（動作距離）を入力することにより、システムは透視投影を補正することができます。

../../_images/perspective_correction.png — 図 257 左は透視投影補正前、右は透視投影補正後、ピックポイントは黄色のターゲットで表示される

遠近法投影は、3Dシーンを2D画像にマッピングする方法を定義する数学的ルールです。カメラは直交できないので（つまり、すべての光線がセンサーに垂直に当たる）、この投影では、パーツの上面と下面の間に幾何学的なずれが生じ、上面は下面よりも中心から遠く見えるようになる。この影響は、パーツがアシキューブの中心から遠く、背が高いほど顕著になります（背が高いほど誤差が大きくなります）。この現象により、ピッキング座標がずれ、精度が低下します。

In the situation presented in 図 258, the perspective projection error produces a displacement to the right of the upper surface of the cylinder with respect to the base of the cylinder (right cylinder) from the camera's point of view. The variation in Y caused is the distance e between the yellow point (real position) and the red point (position detected by EYE+: this position is shifted due to perspective). The yellow point is the corrected position of cylinder center projected on the camera plane (horizontal black dashed line).

../../_images/perspective.png — 図 258 円柱の視差補正（左：上から見た図、右：横から見た図）。 **黄色の点** ：実際のピッキング位置； **赤色の点** ：視差補正を行わずに EYE+ で検出した位置。

ヒント

カメラ面（黒色の点線）に投影された下側の平面（水平の黒線）の補正された画像をイメージしてみてください。画像はビジョンの円錐内に残るように R でリサイズされます。

../../_images/perspective2.png — 図 259 下の平面（水平の黒線）を投影した、上から見たカメラ面（水平の黒点線）のビュー。投影はRの比率で補正されています。

EYE+ corrects the perspective projection effect by adding an offset on the X and Y coordinates of the part according to its position on the Asycube plate. A part located on the edge of the plate will have a greater offset than a part located in the center. To calculate these offsets, the system needs to know the height of the part and the distance from the camera to the Asycube plate.

注釈

カメラの設定を行うときには、透視投影補正は行われません。透視投影補正は、後にパーツの高さをシステムに提供して座標を計算する際に行われます。