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【视学课堂】实操中的对位运用与误差分析

分类:
公司新闻
2021/12/23 19:21
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【摘要】:
对位阐述

对位概念:一般对位应用是指视觉计算出一个物体(对象)与另一个物体(目标)的位置偏差,引导执行机构去走位,主要包括位置纠偏和贴合对位两部分

对位模型:单相机对位、双相机对位、单上单下相机对位、N上M下对位(文章末尾有案例)

对位流程:主流对位模型是采取一个Mark点加一条直线或者两个mark点(两点形成一条直线)的模式;先使用直线计算角度,然后将mark点根据旋转中心进行旋转,将旋转之后的mark点平移至目标Mark点计算平移量

主要参数:目标旋转线、目标Mark点、对象旋转线、对象Mark点、旋转中心、偏移值

图文演示:



标定

1、标定概念在上一文章(详见此链接:【视学课堂】掌握这些,下一位大神就是你(对位应用篇))中有写到,由于对位最终发送的偏移值是给执行机构进行走位,所以需要将相机坐标系与执行机构坐标系进行映射并计算出旋转中心位置,这一过程就叫做手眼标定(九点平移标定+旋转中心计算标定)。

2、在这里讲一个特例,那便是当执行机构是分离轴或者不方便与相机进行点位矩阵映射时可以采用像素坐标进行对位纠偏,只需要获取图像旋转中心并将最终的xy偏移值乘以像素当量即可(注意事项:机构xy方向基本与相机一致并且保持水平、旋转正方向一致、精度要求一般)。

3、一般低精度对位应用会直接采取末端不动(方便、标定效率高)的方式进行旋转中心计算、但涉及到高精度对位以及小角度标定时则需要采取Mark不动(精准、对机构精度要求高)的方式进行计算。

 对位误差分析

1、外界干扰因素
a.机构因素:机构精度、机台抖动、旋转中心与相机距离
b.图像因素:清晰度、mark点稳定程度、标定范围
c.环境因素:搬运次数、贴合动作、贴合材质



由以上因素会造成下述问题:
a.由于机构走位精度、机台抖动以及图像效果不稳定性会给标定时抓点造成一定精度损失
b.环境因素会影响贴合流程,产生非视觉因素以外的误差

解决方法:
a.对高精度对位场景提供高精度执行机构
b.提升机台稳定性,减少抖动(例如将抓手吸取拍照改为载台吸取拍照)
c.对高精度场景选择高清相机与高清远心镜头,降低像素当量大小
d.扩大标定范围,降低由小部分区域异常造成的误差
e.优化执行动作、尽量降低环境因素的影响

2、旋转中心计算误差

3、精度排查方法
一般采用把原位置获取为目标位置之后让机构旋转一定角度、xy平移一定距离以获取对象位置的方法,再将两个位置进行对位计算,得出偏移量如果跟机构走位反向距离一致或相差甚小即可(具体数值以客户要求及硬件设施情况为准)。

已做项目介绍



      PS:无论何种对位模型,都有一共通原理:将图像坐标系转换为执行机构坐标系,后续操作不管是几个相机,都在同一坐标系当中进行计算。所以对位里面最重要的一步便是提升与执行机构的标定精度。

针对不同的自对位应用场景,汇川视觉推出了KINOVISION系列产品!
KINOVISION-超能 S 系列
KINOVISION- 匠心 M 系列
KINOVISION-轻量 L 系列





对位阐述

对位概念:一般对位应用是指视觉计算出一个物体(对象)与另一个物体(目标)的位置偏差,引导执行机构去走位,主要包括位置纠偏和贴合对位两部分

对位模型:单相机对位、双相机对位、单上单下相机对位、N上M下对位(文章末尾有案例)

对位流程:主流对位模型是采取一个Mark点加一条直线或者两个mark点(两点形成一条直线)的模式;先使用直线计算角度,然后将mark点根据旋转中心进行旋转,将旋转之后的mark点平移至目标Mark点计算平移量

主要参数:目标旋转线、目标Mark点、对象旋转线、对象Mark点、旋转中心、偏移值

图文演示:

标定

1、标定概念在上一文章(详见此链接:【视学课堂】掌握这些,下一位大神就是你(对位应用篇))中有写到,由于对位最终发送的偏移值是给执行机构进行走位,所以需要将相机坐标系与执行机构坐标系进行映射并计算出旋转中心位置,这一过程就叫做手眼标定(九点平移标定+旋转中心计算标定)。

2、在这里讲一个特例,那便是当执行机构是分离轴或者不方便与相机进行点位矩阵映射时可以采用像素坐标进行对位纠偏,只需要获取图像旋转中心并将最终的xy偏移值乘以像素当量即可(注意事项:机构xy方向基本与相机一致并且保持水平、旋转正方向一致、精度要求一般)。

3、一般低精度对位应用会直接采取末端不动(方便、标定效率高)的方式进行旋转中心计算、但涉及到高精度对位以及小角度标定时则需要采取Mark不动(精准、对机构精度要求高)的方式进行计算。

 对位误差分析

1、外界干扰因素
a.机构因素:机构精度、机台抖动、旋转中心与相机距离
b.图像因素:清晰度、mark点稳定程度、标定范围
c.环境因素:搬运次数、贴合动作、贴合材质

由以上因素会造成下述问题:
a.由于机构走位精度、机台抖动以及图像效果不稳定性会给标定时抓点造成一定精度损失
b.环境因素会影响贴合流程,产生非视觉因素以外的误差

解决方法:
a.对高精度对位场景提供高精度执行机构
b.提升机台稳定性,减少抖动(例如将抓手吸取拍照改为载台吸取拍照)
c.对高精度场景选择高清相机与高清远心镜头,降低像素当量大小
d.扩大标定范围,降低由小部分区域异常造成的误差
e.优化执行动作、尽量降低环境因素的影响

2、旋转中心计算误差

3、精度排查方法
一般采用把原位置获取为目标位置之后让机构旋转一定角度、xy平移一定距离以获取对象位置的方法,再将两个位置进行对位计算,得出偏移量如果跟机构走位反向距离一致或相差甚小即可(具体数值以客户要求及硬件设施情况为准)。

已做项目介绍

      PS:无论何种对位模型,都有一共通原理:将图像坐标系转换为执行机构坐标系,后续操作不管是几个相机,都在同一坐标系当中进行计算。所以对位里面最重要的一步便是提升与执行机构的标定精度。

针对不同的自对位应用场景,汇川视觉推出了KINOVISION系列产品!
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