Eine der wichtigsten Voraussetzungen für ein stereoskopisches Tiefenmesssystem ist eine hochgenaue Kalibrierung der intrinsischen und extrinsischen Parameter des Systems. Zu den intrinsischen Parametern gehören die Verzerrungen des optischen Systems sowie die Einbaulage des Objektivs relativ zum Bildsensor. Die extrinsischen Parameter umfassen die Relativlage der Bildsensoren zueinander sowie zu einem festen Referenzpunkt des Systems. Nur wenn diese Parameter genau bestimmt sind, können die Sensorbilder so rektifiziert werden, dass eine präzise Tiefenkarte in Echtzeit berechnet werden kann.
Um die Herausforderung zu meistern, eine Stereo-Kamera in der Produktion einfach und hochgenau zu kalibrieren, wurde bei Myestro die Kombinierte Intrinsische und Extrinsische Vektorgitterkalibrierung (KIEV) entwickelt. Mit dieser Methode kann eine Stereokamera in einem einzigen Kalibrierstand mit wenigen Aufnahmen kalibriert werden. Kernstück des Verfahrens ist die Kalibrierbox mit Kamera-Haltevorrichtung, in der ein Haupt- und ein Hilfsgitter montiert sind. Das Hauptgitter besteht aus einer weißen Fläche mit einem regulären Muster aus schwarzen Kreisen, die parallel zum Kameragehäuse montiert ist und das gesamte Sichtfeld beider Sensoren abdeckt. Das Hilfsgitter besteht ebenfalls aus einer Muster-Fläche, ist jedoch kleiner als das Hauptgitter. Es befindet sich näher an der Kamera und kann in das Kamera-Sichtfeld hinein- oder herausgeschwenkt werden. Für die Kalibrierung reicht nun je eine Aufnahme des Haupt- und des Hilfsgitters. Mithilfe des entwickelten Subpixel Field Influence (SFI) Algorithmus können die Mittelpunkte der Kreise bis auf wenige Hundertstel Pixel genau vermessen werden. Durch diese Messgenauigkeit wird es möglich, auf ein klassisches Linsenmodell zu verzichten. Stattdessen wird ein Gitter von Verschiebungsvektoren berechnet, durch das für jeden Sensorpixel die Verschiebung zwischen nominellem und gemessenem Bildpunkt bestimmt werden kann. Dieses Korrekturgitter besitzt typischerweise eine Stützstelle in jeder zehnten Pixelzeile und -spalte. Zwischen den Stützstellen sind die Kalibrierfehler hinreichend linear, sodass der Korrekturwert für jeden Pixel bilinear aus den umliegenden Stützstellen interpoliert werden kann. Außerdem ist es möglich, das auf den physikalischen Sensor bezogene Korrekturgitter so zu transformieren, dass das rektifizierte Bild als Bezugs-Koordinatensystem gilt. Diese inverse Rektifizierung, bei der für jeden Zielpixel direkt die Quell-Subpixelposition berechnet werden kann, eignet sich besonders für eine effiziente Implementierung auf den Parallelrechnerstrukturen heutiger GPUs. Eine mit KIEV kalibrierte Kamera ist im Auslieferungszustand in der Lage, hochgenaue Tiefenkarten zu berechnen. Durch äußere Einflüsse (Temperaturschwankungen, Stöße, Vibrationen etc.) verstellt sich das System jedoch mit der Zeit, sodass die ursprüngliche Kalibrierung nicht mehr gültig ist. Die intrinsischen Parameter sind dabei allerdings stabil, solange keine großen Kräfte auf das optische System einwirken. Die extrinsischen Parameter verändern sich dagegen teilweise so stark, dass die Messgenauigkeit abnimmt. Um diese Veränderung zur Laufzeit zu messen und auszugleichen kommt die RubberStereo-Technologie zum Einsatz. Ausgehend von den KIEV-kalibrierten Bildern wird aus der beobachteten Szene targetfrei die Abweichung der extrinsischen Parameter bestimmt und als Bildebenen-Korrektur ins System zurückgekoppelt.
Mithilfe der drei Technologien SFI, KIEV und RubberStereo ist es gelungen, ein algorithmisches Komplettpaket für hochgenaue Stereoskopie-Anwendungen zu entwickeln, das sowohl eine aufwandsarme Produktion als auch eine gleichbleibende Messqualität ohne Nachkalibrierung im Feld sicherstellt.
René Hauser wurde auf der letzten Verwaltungsratssitzung der Photonfocus AG als COO in die Geschäftleitung aufgenommen. ‣ weiterlesen
Bernd Lorösch ist seit dem 1. April 2016 neuer Director Global Sales and Services von SmartRay. Aus seiner vorherigen Tätigkeit bei Perceptron als Vertriebsleiter sowie als Marketing- und Produktmanager verfügt er über langjährige Erfahrung bei roboterbasierten Messsystemen, Roboterführungssysstemen und industrieller 3D-Messtechnik, insbesondere in der Automobilindustrie. ‣ weiterlesen
Die deutsche Robotik und Automation hat laut Zahlen der VDMA Robotik + Automation im letzten Jahr ein Rekord-Umsatzvolumen von 12,2Mrd. Euro erreicht (+7%). Aufgeschlüsselt nach den drei Segmenten bilden die Integrated Assembly Solutions mit einem Umsatzvolumen von 6,9Mrd. Euro die größte Teilbranche (+10%). Die Robotik erwirtschaftete ein Rekordergebnis von 3,3Mrd. Euro (+1%) und die Industrielle Bildverarbeitung von 2Mrd. Euro (+9%). Bei den Wachstumsprognosen für 2016 hat die IBV die Nase vorn. Hier wird der Branchenumsatz voraussichtlich um 8% steigen. Für die Robotik wird ein Zuwachs von 2% und bei den Integrated Assembly Solutions eine Seitwärtsbewegung erwartet. ‣ weiterlesen
Am Standort Stockach-Bodman-Ludwigshafen am Bodensee (Nähe Konstanz) erfolgte der erste Spatenstich für das zentrale Europa-Logistikzentrum von Baumer sowie für ein neues High-Tech-Center für F&E sowie Produktion. Das Investitionsvolumen beträgt ca. ‣ weiterlesen
Helge Vogt (Bild) ist zum neuen Vertriebsleiter für Europa bei Edmund Optics ernannt worden. Zeitgleich übernimmt Martin Weinacht als Director for European Programs die strategische Ausrichtung des Unternehmens in Europa. ‣ weiterlesen
Die Automatica 2016 verzeichnet mit rund 45.000 Besuchern knapp 30% mehr Teilnehmer als bei der letzten Veranstaltung. Ein Drittel der Besucher kam aus dem Ausland, alleine aus China kamen dreizehn Delegationen. ‣ weiterlesen