Stereokamera; Planare Rektifizierung - Roboception rc visard Bedienungsanleitung

auch als GenICam-Bild-Streams bereitgestellt.
rc _ dynamics
• Sensordynamik (
rc_visard, d.h. seiner Pose, Geschwindigkeit und Beschleunigung. Diese Zustände werden als kon-
tinuierliche Datenströme über die
und verknüpft das Dynamik-Modul Daten aus den folgenden Submodulen:
– Visuelle Odometrie
hand der Bewegungen charakteristischer Merkmale in den Bildern der linken Kamera.
– Stereo-INS
ten Werte mit den Daten der integrierten inertialen Messeinheit (IMU), um auf dieser Grund-
lage akkurate und hochfrequente Echtzeit-Zustandsschätzungen bereitzustellen.
• Kamerakalibrierung
reokamera des rc_visard und führt die Selbstkalibrierung durch, sofern sich diese verstellt hat. Mit
diesem Modul kann der Benutzer zudem eine manuelle Neukalibrierung über die
4.6) vornehmen.
• Hand-Auge-Kalibrierung
Kamera entweder über die Web GUI oder die REST-API zu einem Roboter zu kalibrieren.

6.1 Stereokamera

Das Stereokamera-Modul beinhaltet Funktionen zur Erfassung von Stereo-Bildpaaren und zur planaren Rektifi-
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 Global 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 wichtig, bei denen sich die Kamera oder die
Szene bewegt.
Bemerkung: Zusätzlich wird die Belichtungszeitspanne mittels des
rc_visard signalisiert.
Die Belichtungszeit lässt sich manuell auf einen festen Wert einstellen. Dies ist hilfreich in Umgebungen, in de-
nen 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 benutzerdefinierten Höchstwert, gewählt. Mit dem zulässigen Höchstwert soll eine mögliche Bewe-
gungsunschärfe begrenzt werden: Hierzu kommt es, wenn Aufnahmen gemacht werden, während sich die Kamera
oder die Szene bewegt. Die maximale Belichtungszeit hängt also von der Anwendung ab. Ist die maximale Be-
lichtungszeit erreicht, nutzt der Algorithmus eine Verstärkung (Gain), um die Bildhelligkeit zu erhöhen. Höhere
Gain-Faktoren verstärken jedoch auch das Bildrauschen. Es gilt daher, die maximale Belichtungszeit bei schwa-
cher Beleuchtung so zu wählen, dass ein guter Kompromiss zwischen Bewegungsunschärfe und Bildrauschen
erzielt wird.
6.1.2 Planare Rektifizierung
Kameraparameter, wie die Brennweite, die Objektivverzeichnung und die Stellung der Kameras zueinander, müs-
sen genau bekannt sein, damit die Stereokamera als Messinstrument eingesetzt werden kann. Der rc_visard ist
bereits ab Werk kalibriert und benötigt in der Regel keine Neukalibrierung. Die Kameraparameter beschreiben
mit großer Präzision alle geometrischen Eigenschaften des Stereokamera-Systems, aber das daraus resultierende
Modell ist komplex und kompliziert zu benutzen.
6.1. Stereokamera
, Abschnitt 6.3.) erstellt Schätzungen des dynamischen Zustands des
rc_dynamics-Schnittstelle
rc _ stereovisodo
(
rc _ stereo _ ins
( , Abschnitt 6.5) kombiniert die per visueller Odometrie ermittel-
rc _ stereocalib
( , Abschnitt 6.6) überprüft automatisch die Kalibrierung der Ste-
rc _ hand _ eye _ calibration
(
übertragen. Zu diesem Zweck verwaltet
, Abschnitt 6.4) schätzt die Bewegung des rc_visard an-
, Abschnitt 6.7) ermöglicht dem Benutzer, die
GPIO-Ausgangs 1
(Abschnitt
Web GUI
(Abschnitt 3.5) des
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