Moravian instruments
Vyhledávání
Hlavní menu
Hlavní stránka
O společnosti
Stažení software
Stažení dokumentů
Obchodní partneři
Registrace
Vstup pro partnery
Produkty
Programový systém Control Web
Strojové vidění VisionLab
Kamery DataCam a  osvětlovače DataLight
Průmyslový počítačový systém DataLab
Vědecké CCD kamery
Speciální technika
Ceník
Aktivace produktů
Control Web online
Služby
Školení
Zakázková řešení
Podpora


Hlavní stránka  Produkty  Programový systém Control Web  3D grafika a GPU computing

Softwarová kalibrace objektivů pro přesná měření pomocí kamer
 Geometrická zkreslení obrazového pole objektivů mají značný vliv na dosažitelnou přesnost měření rozměrů předmětů pomocí kamer a analýzy obrazu. Při vyšších požadavcích na přesnost můžeme buď použít velmi drahý objektiv, nebo využijeme pokročilých schopností kamerových virtuálních přístrojů systému Control Web.

Pro dosažení vysoké přesnosti měření v obraze potřebujeme mít kvalitní obraz neznehodnocený šumem a jakoukoliv ztrátovou kompresí. Tento požadavek snadno plníme pomocí digitálních kamer DataCam. Druhým požadavkem bývá kvalitní objektiv bez geometrických deformací obrazového pole. Splnění tohoto požadavku již ale vůbec není jednoduché. Pro větší požadovaná obrazová pole nejsou řešením ani velmi drahé přesné telecentrické objektivy (telecentrické objektivy využívají jen paprsky rovnoběžné s optickou osou - průměr jejich vstupní čočky tedy musí být větší než je velikost měřeného předmětu). I velmi dobré objektivy mají obvykle radiální zkreslení (poduškové nebo soudkové) až desítky pixelů při použití s několikamegapixelovými kamerami.

Špičkových výsledků v oblasti kamerového měření a vizuální inspekce můžeme dosáhnou i s docela běžnými a tudíž i levnými objektivy. V případě, že budeme mít k dispozici informaci o rozložení geometrických chyb v obrazovém poli, dokážeme zkreslení objektivu pomocí programového zpracování obrazu zcela korigovat. S každým pixelem výsledného obrazu tedy musí být spojena informace o jeho přesné pozici v obrazovém poli objektivu. Pro úspěšné použití tohoto principu musíme vyřešit dva klíčové problémy: jak informaci o správných pozicích získat a jak obraz zpracovat v reálném čase bez neúnosné zátěže počítače.

Kalibrace geometrie obrazového pole v kamerových virtuálních přístrojích systému Control Web toto řeší velmi elegantně. Do zobrazovací roviny postačí vložit bodový rastr a systém si uloží kalibrační data pro daný objektiv a konfiguraci měření. Pro menší nároky postačí výtisk laserové tiskárny, pro vysokou přesnost se používá polyesterový film z kvalitní osvitové jednotky. Soubor s kalibračními daty je pak za provozu využíván k odstranění všech nepatřičných zkreslení.

Kalibrační algoritmus detekoval mimo jiné natočení obrazového pole

Kalibrační algoritmus detekoval mimo jiné natočení obrazového pole

A toto natočení spolu s radiálním zkreslení dokonale korigoval

A toto natočení spolu s radiálním zkreslení dokonale korigoval

Tato kalibrace je velmi mocná. Odstraňuje nejen výše uvedená radiální zkreslení, ale veškerá lineární i nelineární projektivní zkreslení, jako je rotace obrazu, perspektivní projekce, nelineární deformace atd.

Algoritmus měření mapy objektivy pracuje s přesností na setiny pixelu. Zde nám tolik nezáleží na rychlosti, ale požadujeme nejvyšší přesnost.

Geometrická korekce obrazu za běhu měřicí úlohu běží velmi rychle bez pozorovatelného zatížení počítače. Vše je realizováno v GPU grafické karty. Dokonce ani hardwarové filtrování a interpolace moderních grafických karet neposkytuje kvalitu obrazu požadovanou pro tuto úlohu. Proto je tvorba výsledného obrazu řešena s vysokou subpixelovou přesností programem fragmentového shaderu.

Použití kalibrace je natolik snadné, že jeho konfigurace zabere uživateli nejvýše několik minut.

S kamerovými virtuálními přístroji systému Control Web verze 6 se otevírají nové velmi atraktivní možnosti pro aplikační programy.

rc@mii.cz

 
 | O společnosti | Produkty | Podpora | Stažení software | Stažení dokumentů | 
Moravské přístroje, a.s., Masarykova 1148, Zlín-Malenovice, 76302