Để xác định được khoảng các thức tế trong không gian 3D thông qua xử lý ảnh, người ta thường sử dụng phương pháp camera calibration. Các phương pháp calibration kinh điển dựa trên mô hình calibration đặc biệt, tức là ta biết được kích thước và vị trí đối tượng trong một hệ tọa độ nhất định. Các đặc trưng khác (chẳng hạn như góc, đường...) được tách từ ảnh của mô hình hiệu chỉnh camera.
Tuy nhiên các phương pháp này phức tạp và thường dùng cho trường hợp camera phải di chuyển nhiều vị trí để chụp và xử lý ảnh. Còn ở đồ án này camera chỉ cố định tại 1 điểm duy nhất chụp ảnh, và hơn nữa mắt của camera được đặt song song so với mặt phẳng chứa vật cho nên chúng em chỉ dùng các phương pháp hình học đơn giản để lấy được tỷ lệ của kích thước thật của vật so với kích thước trên ảnh. Nhóm đã đưa vào 1 mặt phẳng có dạng hệ tọa độ xy như hình vẽ. Mặt phẳng này được được đặt ngay trên băng tải để tiện cho việc tính toán.
Hình 5.7 : Mặt phẳng tọa độ dùng xác định tỷ lệ thực vả ảnh
Trong mặt phẳng này, kích thước của mỗi ô vuông có đơn vị là 2cm. Thông qua camera chúng em căn chỉnh sao tọa độ gốc của ảnh trùng với tọa độ gốc của hệ tọa độ Oxy mà nhóm đánh dấu trên mặt phẳng này. Dựa trên ảnh chụp lại mặt phẳng này, ta đo được 1 ô vuông này có kích thước khoảng 294 pixels. Để tăng tính chính xác của phép đo này ta đo làm nhiều lần để tính ra kích thước trung bình và sai số tuyệt đối của nó
Bảng 5.1 : Liệt kê kết quả đo kích thước ô vuông đơn vị
Lần đo Kích thước Sai số tuyệt đối mỗi lần đo
2 293 0.6
3 291 1.4
4 292 0.4
5 292 0.4
TB 292.4 0.64
Để tìm ra tọa độ của tay máy trên tọa độ ảnh, ta tiến hành đo tọa độ của tâm tay máy so với gốc tọa tọa độ trên mặt phẳng thực thì ta có bảng sau
Bảng 5.2 : Liệt kê kết quả đo tọa độ tay máy
Lần đo Theo phương
X(cm)
Sai số tuyệt đối mỗi lần đo 1 17.9 0.02 2 18 0.08 3 17.8 0.12 4 17.9 0.02 5 18 0.08 TB 17.92 0.064
Lần đo Theo phương
Y(cm)
Sai số tuyệt đối mỗi lần đo 1 8.2 0.02 2 8.1 0.08 3 8.3 0.12 4 8.1 0.08 5 8.2 0.02 TB 8.18 0.064 Hình 5.8 : Vị trí giữa camera và vật
Tuy nhiên khi chụp ảnh thì điểm xác định tâm vật cao so với mặt phẳng tọa độ thực tế 1 đoạn h= 5cm. Nếu chỉ dựa trên tọa độ này sẽ dẫn đến tọa độ bị sai, làm cho tay máy đi đến điểm X để gắp vật thay vì đến điểm V. Vì vậy ta cần chia tọa độ xy cho tỷ lệ (H-h)/H để tay máy có thể đến đúng điểm V. Với h =5cm là chiều cao của vật và H = 50 cm là khoảng cách từ mắt camera đến mặt phẳng. Như vậy ta cần chia cho tỉ lệ 9/10
Như vậy ta có công thức để suy ra tọa độ tâm của vật sau khi xử lý ảnh như sau:
Tọa độ trục X : 17.92+(x*292.4/2)*10/9 (cm) Tọa độ trục Y : 8.18+(y*292.4/2)*10/9 (cm)
Về phần xác định chiều dài của vật qua xử lý ảnh, ta cũng tiến hành đo chiều dài thực tế và chiều dài trên ảnh của vật và tính được tỉ lệ. Đối với mỗi phép đo ta lấy giá trị trung bình cộng 5 lần và sau đó chia 2 giá trị trung bình cho nhau để lấy tỉ lệ giữa kích thước ảnh và kích thước thực tế.