Podstata problému spočívá v tom, že kamera nemůže být umístěna
v kolmé ose roviny, ve které má být prováděno měření. Kamera
nemůže být umístěna ani s nějakou rozumnou odchylkou, celý
prostor kolem osy zabírá měřený objekt. Jediné místo kde mohou být
kamery umístěny, je ve velké blízkosti jak vztažné roviny pro měření,
tak i ve velké blízkosti měřeného objektu. To vypadá na hodně
velký problém.
Test funkčnosti kalibrace - zde je vidět, pod jakými úhly
jsou kamery zaměřeny na plochu s kalibračním obrazcem
Vzhledem k tomu, že měřený objekt se nachází kolem osy
referenční roviny, musíme použít čtyři kamery, abychom trvale
spolehlivě viděli celý obvod měřeného objektu. Aby bylo možno pak
složit záběry těchto čtyř kamer do jednoho obrazu a kvalitně změřit
obvod objektu, musí být obraz kamer geometricky transformován do
jediné vztažné roviny.
Pohledy jednotlivými kamerami na kalibrační obrazec
umístěný ve vztažné rovině.
Na výše uvedeném obrázku můžeme vidět, jak výrazně perspektivně
zkreslen je rastr ve vztažné rovině a jak ostré úhly svírají optické
osy objektivů k této rovině. Evidentně mohou být použity běžné
objektivy, neboť jejich geometrická zkreslení budou vždy vzhledem
k perspektivním deformacím zanedbatelná.
Pro získání kalibračních dat slouží aplikace systému
strojového vidění VisionLab
Při využití nejjednoduššího způsobu získání kalibračních dat, tj.
pomocí průvodce v grafickém prostředí Visionlab editoru, zde
vzniká potíž v tom, že tečky kalibračního obrazce na blízké a
vzdálené straně obrazu jsou již natolik rozdílně velké a různě
navzájem vzdálené, že je obtížnénajít takovou velikost vyhledávací
apertury, aby se do clonky vešla vždy přesně jedna tečka. Naštěstí
ve virtuálním přístroji kamery systému Control Web je stále
k dispozici OCL procedura DisplacementMap( image : data; aperture_radius : longint; file_name : string; save_flag : boolean ),
pomocí které lze soubor s kalibračními daty uložit
v patřičné aplikaci programově. Můžete tedy vyřešit
i problém se značným rozptylem velikostí i pozic bodů
kalibračního obrazce.
Výsledný obraz kalibrovaný do vztažné roviny sestavený ze
čtyř perspektivně zkreslených snímků
Při tomto pokusu nebylo nijak dbáno na rovnoměrnost osvětlení scény
a rozdíly jasu nebyly ani nikterak programově korigovány. Výsledný
složený obraz je však důkazem schopností a velikého potenciálu
mechanismů kalibrace geometrie obrazu, který je k dispozici
v prostředí systémů Control Web a VisionLab. Algoritmy
transformace obrazu jsou s vysoce subpixelovou přesností
realizovány v GPU a nepředstavují pro aplikaci žádnou významnou
zátěž.
Roman Cagaš
|