カメラキャリブレーション様のパターンの作成方法

キャリブレーションパターン(チェスボード)は、正確なビジョンシステムキャリブレーションの基盤となります。高品質で適切に準備されたパターンを使用することは、精度の高いキャリブレーション結果を得るために不可欠です。不十分なキャリブレーションは、部品の検出率の低下、ピックポイントの精度低下、システム全体の性能低下といった、ビジョンプロセス全体に悪影響を及ぼす可能性があります。キャリブレーションの理論とその重要性については、ビジョンキャリブレーションを行うのは何ですか? の章を参照してください。

EYE+ XTD は標準的なキャリブレーションパターンでも使用できますが、最適な性能を得るためにはカスタムパターンの使用が推奨されます。カスタムパターンを設計・使用する際には、最良のキャリブレーション結果を得るために、以下のガイドラインに従ってください:

  1. パターンサイズ:キャリブレーション精度を最大限に高めるため、パターンのサイズはピッキングエリアの寸法にできるだけ近づけてください。

  2. マス目の数(Square Count):正確な補正のために十分な参照点を確保できるよう、適切なマス目の数が必要です。ただし、密度が高すぎると検出が不安定になる可能性があるため、過剰にならないようにしてください。一般的なパターンサイズは縦20マス × 横14マスです。

  3. 平坦性(Flatness):パターンはできる限り平坦である必要があります。高品質な素材に印刷し、理想的には反りや歪みが発生しないように、硬く変形しにくい面に取り付けてください。

  4. ラドンチェッカー(Radon checkers):パターンの全体を正確に検出するために、端部に配置された丸みを帯びた四角形(ラウンドスクエア)です。

パターンの生成方法

キャリブレーションパターンを生成する前に、以下の情報を準備しておいてください:

  • ピッキングエリアの寸法(幅と高さ)をミリメートル単位で。

カスタムチェッカーボードを作成するには、calib.io パターンジェネレーター の使用をおすすめします。

  1. 「calib.io」のパターンジェネレーターのリンクを開いてください。

  2. ターゲットタイプ を「**Checkerboard**(チェッカーボード)」に設定してください。

  3. 「Rows(横列)」に 14、「Columns(縦列)」に 20 を入力してください。

  4. 以下の項目を指定してください:

    • ボード幅:ピッキングエリアの幅(mm単位)と同じに設定する

    • ボードの高さ:ピッキングエリアの高さ(mm単位)と同じに設定する

    • チェッカーの幅:おおよそ

      \[\text{Checker width} \approx \frac{\text{Picking area width}}{20}\]
  5. 「Finder Marker」オプションを有効にして、カメラをピッキングエリアの中心に合わせるのを助けてください。

  6. 検出の安定性を高めるために、「Radon Checkers」オプションを有効にしてください。

生成されたパターンは、ピッキングエリアのサイズにできるだけ近く、以下の例に似ている必要があります。

PDF 形式でパターンを保存する」をクリックして、パターンを PDF 形式で保存できます。

生成されたパターンは以下のイラストのようになっているべきです:指定したピッキングエリアの寸法に合った、高コントラストの均等に配置されたチェッカーボードグリッド。この配置により、コーナー検出が最適化され、正確なキャリブレーション結果が得られます。

../../_images/vision_calib_pattern_settings.png

図 235 calib.io で生成されたキャリブレーションパターンの例。

キャリブレーションパターンを使用する前に、実寸で印刷する必要があります。印刷物が指定した寸法を正確に反映していることを確認してください。これは信頼できるキャリブレーション結果を得るために非常に重要です。パターンは高品質な用紙に印刷し、使用中に反りや曲がりが生じないよう平らで硬い面に取り付けてください。また、印刷時にスケーリングがかかっていないか(印刷スケールを100%に設定)確認し、印刷後のパターンのサイズが意図した大きさと一致しているか必ず測定してください。