Add new camera calibration article

This commit is contained in:
Oleg Kalachev
2020-03-17 22:22:07 +03:00
parent 4f8020ff35
commit 461f4f5904
5 changed files with 58 additions and 1 deletions

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 221 KiB

BIN
docs/assets/chessboard.pdf Normal file

Binary file not shown.

View File

@@ -53,6 +53,7 @@
* [CAD-модели Клевера](models.md)
* [Docker-контейнер с симулятором](sitl_docker.md)
* [Установка ROS Melodic](ros-install.md)
* [Калибровка камеры](camera_calibration.md)
* [Управление мультикоптером при помощи 4G связи](4g.md)
* [Пакеты Клевера на Jetson Nano](jetson_nano.md)
* [Пилотирование со смартфона](rc.md)
@@ -66,7 +67,6 @@
* [Неисправности радиоаппаратуры](radioerrors.md)
* [Прошивка ESC контроллеров](esc_firmware.md)
* [Настройка режима тренера](trainer_mode.md)
* [Калибровка камеры](camera_calibration.md)
* [Взаимодействие с Arduino](arduino.md)
* [Подключение GPS](gps.md)
* [Работа с ИК датчиками](ir_sensors.md)
@@ -95,6 +95,7 @@
* [Подсчет количества объектов c камеры](object_counting.md)
* [Пульт на Андроид](android.md)
* [Блочный конструктор полета](clever_blocks.md)
* [Калибровка камеры (legacy)](camera_calib.md)
* [Управление дроном для оценки позы человека](human_pose_estimation_drone_control.md)
## Учебник

View File

@@ -0,0 +1,52 @@
# Калибровка камеры
Калибровка камеры может значительно повысить качество работы модулей, связанным с компьютерным зрением: [распознавание ArUco-маркеров](aruco.md) и [Optical Flow](optical_flow.md).
При калибровке камеры подбираются параметры, наиболее хорошо описывающие конкретный установленный объектив. Данные параметры включают в себя фокусные расстояния, расположение точки principal point (которое зависит от того, насколько ровно по центру установлен объектив), коэффициенты дисторсии *D*. Подробнее про использующуюся модель искажений камеры можно прочитать в [документации OpenCV](https://docs.opencv.org/2.4/modules/calib3d/doc/camera_calibration_and_3d_reconstruction.html).
Существует несколько инструментов, которые позволяют откалибровать камеру и прописать вычисленные параметры в систему. Обычно, они используют калибровочные изображения: "шахматные доски" (*Chessboard*), а так же комбинации шахматной доски и сетки ArUco-маркеров ([*ChArUco*](https://docs.opencv.org/3.4/df/d4a/tutorial_charuco_detection.html)).
## ROS-пакет camera_calibration
Основной туториал: http://wiki.ros.org/camera_calibration/Tutorials/MonocularCalibration.
Для калибровки камеры с использованием ROS-пакета camera_calibration необходим компьютер с установленным ОС GNU/Linux и [ROS Melodic](ros-install.md).
<img src="../assets/camera_calibration.png" alt="ROS Camera Calibrator" class="zoom center" width=600>
1. Используя Терминал, установите на компьютер пакет `camera_calibration`:
```bash
sudo apt-get install ros-melodic-camera-calibration
```
2. Скачайте калибровочную доску  [`chessboard.pdf`](../assets/chessboard.pdf). Распечатайте доску на принтере либо выведите ее на экран компьютера.
3. Подключитесь к [Wi-Fi Клевера](wifi.md).
4. Запустите калибровку (на компьютере):
```bash
ROS_MASTER_URI=http://192.168.11.1:11311 rosrun camera_calibration cameracalibrator.py --size 6x8 --square 0.108 image:=/main_camera/image_raw camera:=/main_camera
```
> **Note** Вместо значения *0.108* укажите реальный размер квадрата на распечатанной доске или на экране (в метрах). Например, значение *0.03* будет соответствовать 3 см.
5. Когда программа для калибровки запустится, начните перемещать дрон таким образом, чтобы калибровочная доска попадала в кадр под разными углами.
* Перемещайте калибровочную доску в левый, правый, верхний и нижний торец кадра.
* Вращайте калибровочную доску вокруг всех 3-х осей.
* Отдаляйте и приближайте камеру к калибровочной доске.
6. Нажмите кнопку *CALIBRATE*, когда она станет активной. Процесс вычисления параметров калибровки займет несколько минут.
Когда калибровка завершится, в терминале вы увидите полученные параметры. В окне отобразится изображение с выправленными искажениями. При успешной калибровке все реальные прямые линии должны остаться прямыми на полученном изображении.
7. Нажмите *COMMIT*, чтобы сохранить полученные параметры калибровки. Результат будет записан в файл калибровки основной камеры Клевера:
`/home/pi/catkin_ws/src/clever/clever/camera_info/fisheye_cam_320.yaml`.
8. Перезапустите сервисы Клевера:
```bash
sudo systemctl restart clever
```

View File

@@ -80,3 +80,7 @@
<img src="../assets/camera_option_4_clever.jpg" width=400>
> **Hint** [Утилита `selfcheck.py`](selfcheck.md) выдает словесное описание установленной в данной момент ориентации основной камеры.
## Калибровка
Для улучшение качества работы алгоритмов также рекомендуется произвести калибровку камеры, процесс которой описан [в отдельной статье](camera_calibration.md).