Разработка нового калибровочного шаблона и алгоритма калибровки для бортовых камер мобильного робота
Номер государственного контракта по гранту: 20-38-90257
Руководитель проекта: профессор Магид Евгений Аркадьевич
О проекте
Цель проекта заключается в создании нового калибровочного шаблона и алгоритма калибровки для бортовых камер мобильных робототехнических систем (РТС).
В проекте используется гусеничный мобильный робот Сервосила "Инженер", произведенный в России.
Надежность робототехнических систем (РТС) в большой степени зависит от надежной работы бортовых датчиков, которые требуют периодической калибровки. Набор бортовых датчиков РТС варьируется в зависимости от типов РТС и задач РТС, но в подавляющем большинстве случаев РТС бывает оснащен не менее, чем одной камерой. Калибровкой камеры называется процесс определения и настройки внешних и внутренних параметров камеры, в результате чего эталонная величина оптических сигналов на входе будет согласована с показаниями выходной величины. Калибровка бортовых камер является обязательной предварительной процедурой для возможности последующего использования алгоритмов компьютерного зрения, комплексирования и обработки информации.
В настоящее время процедура калибровки камер РТС проводится в лабораторных условиях с использованием классического метода «шахматной доски». Помимо классического метода «шахматной доски», существует всего лишь несколько альтернативных подходов, которые находятся в зачаточном состоянии как в России, так и за рубежом. В первую очередь, это объясняется привычкой сервисных инженеров использовать шаблон «шахматной доски», который на безальтернативной основе изучается еще с конца XX-го века во всех технических университетах на базовых дисциплинах по техническому зрению. И, вследствие отсутствия глубокого математического анализа других опций и отсутствия новых шаблонов, построенных на основе современных подходов, инженеры продолжают довольствоваться хоть и надежным, но все же недостаточно эффективным, морально и технически устаревшим классическим подходом.
В результате выполнения двухлетнего проекта будет получен новый современный калибровочный шаблон и алгоритм калибровки, которые позволят осуществлять калибровку бортовых камер более эффективно, чем при использовании классического подхода. Данный шаблон будет интегрирован с результатами предыдущих проектов, что позволит использовать новый шаблон не только для ручной, но и для автономной калибровки. Планируется разработать программное обеспечение, представляющее из себя модуль автономной калибровки с использованием нового шаблона, которое будет интегрировано в систему управления робота «Сервосила Инженер».
В ходе реализации первого этапа проекта произведены следующие работы:
Публикации по теме проекта:
1. Tsoy, T., Safin, R., Magid, E., Saha, S. K. (2021). Estimation of 4-DoF manipulator optimal configuration for autonomous camera calibration of a mobile robot using on-board templates. The 15th Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON 2021), № 9438925.
2. Tsoy, T., Safin, R., Sultanov, R., Li, H., Magid, E. (2022). Recommended criteria for qualitative comparison of fiducial markers performance. Siberian Conference on Control and Communications, (SIBCON 2022), p. 1-5.
3. Tsoy, T., Safin, R., Martinez-Garcia, E.A., Roy, S.D., Saha, S.K., Magid, E. (2022). Exhaustive simulation approach for a virtual camera calibration evaluation in Gazebo. IEEE 8th International Conference on Automation, Robotics and Applications (ICARA 2022), p. 233-238.
4. Zagidullin, L., Tsoy, T., Magid, E., Martinez-Garcia, E. (2023). Performance Evaluation of Multigrid Brute-Force Solutions of Inverse Kinematics Problem for the Robotis OP2 Humanoid Hand. Frontiers in Robotics and Electromechanics, Vol.329, pp. 61-75.
Программа для ЭВМ:
1. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2022685988. «Программа экспериментального виртуального стенда для сравнения координатных меток в симуляторе Gazebo». Авторы: Цой Татьяна Григорьевна, Закиев Ауфар Азатович, Сафин Рамиль Набиуллович, Магид Евгений Аркадьевич. Дата регистрации: 30.12.2022
