カメラキャリブレーション#

このトピックでは、キャリブレーションが必要な理由と、工場出荷時のキャリブレーションが破損した場合にカメラをキャリブレーションする方法について説明します。

カメラを測定器として使用するには、焦点距離、レンズの歪み、カメラ同士の位置関係などのカメラパラメータを正確に把握する必要があります。これらのパラメータはキャリブレーションによって決定され、すべての後続画像処理の基礎となる画像補正に使用されます。Stereo aceカメラは、カメラのキャリブレーションに基づいて画像を自動的に補正します。

Stereo aceカメラは製造時にキャリブレーションが行われます。落としたときなど、Stereo aceカメラに強い機械的負荷が加わった場合は、再キャリブレーションが必要になることがあります。再キャリブレーションが必要かどうかは、カメラが突然3Dデータを取得しなくなったことでわかります。

セルフキャリブレーション#

Stereo aceカメラには、バックグラウンドで低頻度で実行されるセルフキャリブレーションモードがあります。このモードでは、カメラは2つの補正済み画像内の線の整列を監視します。落下などによる機械的衝撃により、位置ずれが発生する場合があります。重大な位置ずれが検出された場合は、自動的に修正されます。

セルフキャリブレーションを有効にするには、次のように設定します。 BslSelfCalibration パラメータを次のように設定： On.

次のパラメータの値は、 BslSelfCalibrationUpdateCounter 自動修正が行われるたびに増加します。カメラの手動再キャリブレーション後は、次のようにリセットされます。 0.

Stereo aceカメラに機械的衝撃が加わらないなど、通常の条件下では、セルフキャリブレーションが実行されることはありません。セルフキャリブレーションにより、位置ずれが検出された場合でも、自動的に修正されるため、Stereo aceカメラは通常通り動作し続けることができます。ただし、次の場合には、カメラを手動で再キャリブレーションすることをBaslerはお勧めします。 BslSelfCalibrationUpdateCounter パラメータ 0.

手動キャリブレーション#

手動キャリブレーションでは、さまざまなポーズでキャリブレーショングリッドを検出する必要があります。キャリブレーショングリッドを持つときは、グリッドのすべての黒い正方形が両方のカメラ画像に完全に表示され、遮られていないことを確認してください。正しく検出された正方形には、緑色のチェックマークが表示されます。適切なキャリブレーションを確実に行うには、すべての黒い正方形が正しく検出される必要があります。一部の正方形がまったく検出されないか、わずかにしか検出されない場合は、照明条件が悪いことやグリッドが損傷していることが原因である可能性があります。キャリブレーショングリッドの露出オーバーの部分にある正方形は、赤色で強調表示されます。この場合、照明条件または露出設定を調整する必要があります。キャリブレーショングリッドの周囲の太い緑色の枠は、両方のカメラ画像で正しく検出されたことを示します。

キャリブレーショングリッドをカメラの前に掲げ、グリッドのすべての黒い正方形が両方のカメラ画像に完全に表示され、遮られていないことを確認します。正しく検出された正方形には、緑色のチェックマークが表示されます。適切なキャリブレーションを確実に行うには、すべての黒い正方形が正しく検出される必要があります。一部の正方形しか短時間しか見えない場合やまったく検出されない場合は、照明条件が悪いことやグリッドが損傷していることが原因である可能性があります。キャリブレーショングリッドの露出オーバーの部分にある正方形は、赤色で強調表示されます。この場合、照明条件または露出設定を調整する必要があります。キャリブレーショングリッドの周囲の太い緑色の枠は、両方のカメラ画像で正しく検出されたことを示します。

手動キャリブレーションは、Stereo Calibration Toolを使用して実行できます。pylon 3D ViewerでTools > Stereo Calibration Toolをクリックしてツールを起動します。このツールには、キャリブレーションの各ステップに対応するさまざまなタブがあります。これらについては以下で詳しく説明します。

• 初期設定
• フォーカス調整
• キャリブレーションの検証
• キャリブレーション
• モノキャリブレーション
• 計算
• Save

初期設定#

キャリブレーション手順を開始するには、カメラとキャリブレーショングリッドを選択する必要があります。

1. pylon 3D ViewerのToolsメニューで、Stereo Calibration Toolをクリックしてツールを起動します。
2. Stereo Calibration ToolのFileメニューで、Connect Cameraをクリックします。
   すると、Select Cameraダイアログが開きます。利用可能なカメラがそこに自動的にリストされます。
3. 目的のカメラを選択します。
4. Calibration Gridドロップダウンリストで、目的のキャリブレーショングリッドを選択します。
5. OKをクリックします。

キャリブレーションの検証#

これで、現在のキャリブレーションを検証できます。一般的なキャリブレーション誤差は0.2ピクセル未満です。カメラに表示される誤差がこの範囲内であれば、キャリブレーション手順を終了できます。誤差が大きい場合は、カメラの最適なパフォーマンスを確保するためにキャリブレーション手順を続行する必要があります。

検証を実行するには、両方のカメラから同時に見えるようにグリッドをカメラの前に保持します。グリッドが検出されるとすぐに、キャリブレーション誤差が自動的に計算され、結果が画面に表示されます。

キャリブレーションを進めるには、Calibrateをクリックします。

キャリブレーション#

キャリブレーションを開始する前に、適切な Exposure Time を指定してください。良好なキャリブレーション結果を得るには、画像が適切に露光されており、モーションブラー（ブレ）が回避されている必要があります。したがって、シーンが適切に露光されるようにしながら、 Exposure Time はできるだけ短くする必要があります。

完全なキャリブレーションは、各カメラを個別にキャリブレーションし（モノキャリブレーション）、カメラ間の関係を決定するためのステレオキャリブレーションを実行することから構成されます。ほとんどの場合、各カメラの内部キャリブレーションはそのまま維持されます。そのため、再キャリブレーション時にはモノキャリブレーションはデフォルトでスキップされますが、Monocalibrationボタンをクリックして実行することもできます。

ステレオキャリブレーション中、両方のカメラは互いにキャリブレーションされ、その相対的な回転と平行移動が検出されます。

まず、グリッドをカメラにできるだけ近づけて保持し、非常に静かに動かさないようにする必要があります。両方の画像で完全に表示されている必要があり、カメラはグリッドを垂直に見ている必要があります。グリッドがカメラの視線に対して垂直でない場合、グリッドコーナーの予想位置を指す小さな緑色の矢印が表示されます。

グリッドは非常に静かに動かさないように保持する必要があります。モーションブラー（ブレ）が発生すると、グリッドは検出されません。画像上に描画されているすべてのグリッドセルは、キャリブレーショングリッドで覆われている必要があります。これは、覆われたセルを緑色で塗りつぶすことで視覚化されます。

すべてのグリッドセルが覆われると、それらが消え、単一の遠隔セルが表示されます。次に、小さなセルが覆われるように、グリッドをカメラからできるだけ遠ざけて保持する必要があります。グリッドがまだカメラに近すぎる場合は、矢印で示されます。遠方のポーズでグリッドが正常に検出されると、セルが緑色で塗りつぶされ、結果を計算できるようになります。

ステレオキャリブレーションの結果、満足のいくキャリブレーション誤差が得られない場合は、まずモノキャリブレーションを実行してから、ステレオキャリブレーションを繰り返してください。

モノキャリブレーション#

モノキャリブレーションは、各カメラの個別の内部キャリブレーションです。内部キャリブレーションは通常そのまま維持されるため、ステレオキャリブレーションの結果が満足のいくものでない場合にのみ実行する必要があります。

モノキャリブレーションでは、グリッドを特定のポーズでカメラの前に保持する必要があります。グリッドの角にある矢印が緑色の領域を指しており、すべてのグリッドの角を緑色の領域内に配置する必要があることを示しています。緑色の領域は感度領域と呼ばれます。「Size of Sensitive Area」スライダーを使用してサイズを調整し、キャリブレーションを容易にすることができます。ただし、サイズを大きくしすぎると、キャリブレーションの精度がわずかに低下する可能性があることに注意してください。

モノキャリブレーションプロセスには、各カメラの5つのポーズが含まれます。グリッドの角または側面が感度領域の上に配置されると、プロセスは必要な次のポーズを自動的に表示します。左カメラのプロセスが終了したら、右カメラでも同様の手順を繰り返します。

計算#

Calculateボタンをクリックすると、プロセスが終了し、最終結果が表示されます。示される結果は、すべてのキャリブレーションポイントの平均再投影誤差です。単位はピクセルで、通常は0.2未満の値になります。

Save#

今すぐSaveをクリックしてキャリブレーションを適用し、Stereo ace デバイスに保存します。