Kalibrierung Zu Einem Roboter - Roboception rc visard Bedienungsanleitung

Ansicht A
Ansicht B
beobachtete Bewegung
Abb. 5.2: Vereinfachte schematische Darstellung der stereobasierten visuellen Odometrie für 2D-Bewegungen:
Die Kamerabewegung wird auf Grundlage der beobachteten Bewegung charakteristischer Bildpunkte berechnet.
Da die visuelle Odometrie auf eine gute Qualität der Bilddaten angewiesen ist, verschlechtern sich die Bewe-
gungsschätzungen, wenn Bilder verschwommen oder schlecht beleuchtet sind. Zudem ist die Frequenz der vi-
suellen Odometrie zu gering für Regelungsanwendungen. Aus diesem Grund verfügt der rc_visard über eine
integrierte inertiale Messeinheit (IMU), die Beschleunigungen und Winkelgeschwindigkeiten misst, die auftreten
wenn sich der rc_visard bewegt. Das System misst zudem die Erdbeschleunigung, was die globale Ausrichtung
in der Vertikale ermöglicht. Außerdem werden für IMU-Messungen hohe Messraten von 200 Hz genutzt. Linear-
geschwindigkeit, Position und Orientierung des rc_visard lassen sich durch Aufintegrieren der IMU-Messungen
errechnen. Die Integrationsergebnisse führen jedoch im Laufe der Zeit zu einem Abdriften. Um eine akkurate,
robuste und hochfrequente Schätzung der aktuellen Position, Orientierung, Geschwindigkeit und Beschleunigung
des rc_visard bereitzustellen, die in einem Regelkreis verwendet werden kann, kombiniert der rc_visard die ak-
kuraten, niederfrequenten und manchmal unzuverlässigen Odometriemessungen mit den robusten hochfrequenten
IMU-Messungen.
Für die Berechnung der Zustandsschätzungen sind neben dem Stereokamera-Modul und dem Kalibriermodul auch
folgende rc_visard-Softwaremodule erforderlich:
• Sensordynamik: Mit diesem Modul lassen sich die für die einzelnen Submodule benötigten Schätzungen
starten und stoppen und verwalten (Abschnitt 6.3).
– Visuelle Odometrie: Dieses Modul errechnet eine Bewegungsschätzung aufgrund von Kamerabil-
dern (Abschnitt 6.4).
– Stereo-INS: Dieses Modul kombiniert die von der visuellen Odometrie bereitgestellten Bewe-
gungsschätzungen mit den Messungen der integrierten IMU, um so hochfrequente Echtzeit-
Lageschätzungen bereitstellen zu können (Abschnitt 6.5).
– (optional): Dieses Modul, das optional für den rc_visard erhältlich ist, erstellt eine interne Karte
SLAM
der Umgebung, auf deren Grundlage Posenfehler korrigiert werden (Abschnitt 6.6).

5.3 Kalibrierung zu einem Roboter

Der rc_visard wurde für den Einsatz im industriellen Umfeld konzipiert. Dies schließt auch Roboteranwendungen
mit ein, für die der rc_visard entweder fest an einem Roboter oder auch statisch an einem Roboterarbeitsplatz
montiert wird. Um die Ausgabewerte des rc_visard verwenden zu können, muss der Roboter wissen, wo im
Roboter-Koordinatensystem der Sensor lokalisiert ist. Um die Lage des rc_visard im Roboter-Koordinatensystem
5.3. Kalibrierung zu einem Roboter
3D Positionen
Ansicht A
Pose A
3D Positionen
Ansicht B Kamerabewegung
Pose B
berechnete
25