Využití metod strojového vidění k automatické kalibraci robotických pracovišť

Abstract

Diplomová práce se zabývá návrhem a implementací systému pro automatickou kalibraci robotických pracovišť s využitím metod strojového vidění. Práce nejprve předkládá teoretické základy prostorových transformací, kamerových systémů a různých kalibračních technik, se zaměřením na hand-eye kalibraci, která umožňuje určit přesný vztah mezi souřadnicovým systémem kamery a robotem. Jedná se pouze o kalibraci 2D kamer. Hlavním přínosem práce je vývoj efektivního algoritmu pro automatickou kalibraci, který minimalizuje potřebu manuálních zásahů, a implementace tohoto řešení v podobě uživatelsky přívětivé aplikace s grafickým rozhraním. Navržený systém byl testován na reálném robotickém pracovišti v obou konfiguračních variantách eye-in-hand a eye-to-hand s využitím několika kalibračních metod, přičemž dosažená přesnost kalibrace byla podrobně vyhodnocena pomocí definovaných metrik a validačních testů.

The thesis deals with the design and implementation of a system for automatic calibration of robotic workstations using machine vision methods. The thesis first presents the theoretical foundations of spatial transformations, camera systems and various calibration techniques, with a focus on hand-eye calibration, which allows to determine the exact relationship between the coordinate system of the camera and the robot. Only for 2D camera calibration. The main contribution of the work is the development of an efficient algorithm for automatic calibration that minimizes the need for manual intervention and the implementation of this solution in the form of a user-friendly application with a graphical interface. The proposed system was evaluated on a real robotic workstation in both configurations eye-in-hand and eye-to-hand using multiple calibration methods, and the achieved calibration accuracy was evaluated in detail using defined metrics and validation tests.