Sensordynamik; Visuelle Odometrie; Stereo-Ins; Kamerakalibrierung - Roboception rc visard Montage- Und Betriebsanleitung

6.1. Stereokamera
Diese werden auch als GenICam-Bild-Streams bereitgestellt.
rc _ dynamics

Sensordynamik

• (
des rc_visard, d.h. seiner Pose, Geschwindigkeit und Beschleunigung. Diese Zustände wer-
den als kontinuierliche Datenströme über die
Zweck verwaltet und verknüpft das Dynamik-Modul Daten aus den folgenden Submodulen:
–

Visuelle Odometrie

rc_visard anhand der Bewegungen charakteristischer Merkmale in den Bildern der
linken Kamera.
–

Stereo-INS

mittelten Werte mit den Daten der integrierten inertialen Messeinheit (IMU), um auf
dieser Grundlage akkurate und hochfrequente Echtzeit-Zustandsschätzungen bereit-
zustellen.

Kamerakalibrierung

•
der Stereokamera des rc_visard und führt die Selbstkalibrierung durch, sofern sich diese ver-
stellt hat. Mit diesem Modul kann der Benutzer zudem eine manuelle Neukalibrierung über
Web GUI
die (Abschnitt 8.1) vornehmen.

Hand-Auge-Kalibrierung

•
die Kamera entweder über die Web GUI oder die REST-API zu einem Roboter zu kalibrieren.

IOControl und Projektor-Kontrolle

•
Ein- und Ausgänge des rc_visard mit speziellen Betriebsarten zur Kontrolle eines externen
Musterprojektors.
rc _ april _ tag _ detect

TagDetect

• (
nung von AprilTags und QR-Codes sowie die Schätzung von deren Pose.
6.1 Stereokamera
Das Stereokamera-Modul beinhaltet Funktionen zur Erfassung von Stereo-Bildpaaren und zur planaren
Rekti zierung, die nötig ist, um die Stereokamera als Messinstrument nutzen zu können.
6.1.1 Bilderfassung
Die Erfassung von Stereo-Bildpaaren ist der erste Schritt zur Stereovision. Da beide Kameras über Glo-
bal Shutter verfügen und die Kamerachips per Hardware synchronisiert sind, werden alle Pixel beider
Kameras immer zum exakt gleichen Zeitpunkt belichtet. Der Zeitpunkt in der Mitte der Bildbelichtung
wird den Bildern als Zeitstempel angeheftet. Dieser Zeitstempel ist für dynamische Anwendungen wich-
tig, bei denen sich die Kamera oder die Szene bewegt.
Bemerkung: Zusätzlich wird die Belichtungszeitspanne mittels des
des rc_visard signalisiert.
Die Belichtungszeit lässt sich manuell auf einen festen Wert einstellen. Dies ist hilfreich in Umgebun-
gen, in denen die Beleuchtung gesteuert werden kann, da die Lichtintensität so in allen Bildern gleich
ist. Die Kamera ist standardmäßig auf automatische Belichtung eingestellt. In diesem Modus wird die
Belichtungszeit automatisch, bis zu einem benutzerde nierten Höchstwert, gewählt. Mit dem zulässigen
Höchstwert soll eine mögliche Bewegungsunschärfe begrenzt werden: Hierzu kommt es, wenn Aufnah-
men gemacht werden, während sich die Kamera oder die Szene bewegt. Die maximale Belichtungszeit
hängt also von der Anwendung ab. Ist die maximale Belichtungszeit erreicht, nutzt der Algorithmus ei-
ne Verstärkung (Gain), um die Bildhelligkeit zu erhöhen. Höhere Gain-Faktoren verstärken jedoch auch
das Bildrauschen. Es gilt daher, die maximale Belichtungszeit bei schwacher Beleuchtung so zu wählen,
dass ein guter Kompromiss zwischen Bewegungsunschärfe und Bildrauschen erzielt wird.
Roboception GmbH
Handbuch: rc_visard
, Abschnitt 6.3.) erstellt Schätzungen des dynamischen Zustands
rc _ stereovisodo
(
rc _ stereo _ ins
( , Abschnitt 6.5) kombiniert die per visueller Odometrie er-
rc _ stereocalib
( , Abschnitt 6.6) überprüft automatisch die Kalibrierung
rc _ hand _ eye _ calibration
(
rc _ iocontrol
(
rc _ qr _ code _ detect
und
rc_dynamics-Schnittstelle
, Abschnitt 6.4) schätzt
, Abschnitt 6.7) ermöglicht dem Benutzer,
, Abschnitt 6.8) bietet die Kontrolle über die
, Abschnitt 6.9) ermöglicht die Erken-
GPIO-Ausgangs 1
32
übertragen. Zu diesem
die Bewegung des
(Abschnitt 3.5)
Rev: 21.01.1
Status: 30.01.2021