get_circle_pose
— Bestimmen der 3D-Lage (Pose) eines Kreises aus seiner perspektivischen
Projektion in 2D.
get_circle_pose(Contour : : CameraParam, Radius, OutputType : Pose1, Pose2)
Jede Ellipse im Bild kann als die perspektivische Projektion eines Kreises
interpretiert werden. Tatsächlich existieren für einen vorgegebenen Radius
des Kreises zwei unterschiedlich orientierte Kreise im Raum,
die dieselbe Projektion zur Folge haben.
get_circle_pose
bestimmt die 3D-Positionen und -Orientierungen
dieser beiden Kreise. Zuerst wird jede Contour
durch eine
Ellipse approximiert. Dann werden, basierend auf den internen
Kameraparametern (CameraParam
) und dem Radius des Kreises
in 3D (Radius
), die 3D-Positionen und -Orientierungen
(Pose1
,Pose2
) in Kamerakoordinaten bestimmt.
In Abhängigkeit vom Wert des Parameters OutputType
werden
Position und Orientierung als 3D-Lage (Pose)
(OutputType
= 'pose' ) oder in Form des Mittelpunktes
des Kreises und des Normalenvektors der Ebene, in der der Kreis liegt
(OutputType
= 'center_normal' ), zurückgegeben.
Im ersteren Fall wird der Winkel für die Rotation um die z-Achse
auf Null gesetzt, da er nicht bestimmt werden kann.
Im letzteren Fall enthalten die ersten drei Elemente der
Ausgabeparameter Pose1
und Pose2
jeweils die
Kamerakoordinaten des Mittelpunktes. Die folgenden drei Elemente
enthalten den Normalenvektor. Der Normalenvektor ist normalisiert
und zeigt auf die Seite der Ebene, die das Projektionszentrum, also
den Ursprung des Kamerakoordinatensystems, nicht enthält.
Ist der Parameter OutputType
auf den Wert
'center_normal' gesetzt, enthalten die Ausgabeparameter
Pose1
und Pose2
nur jeweils sechs Elemente, die die
Position und die Orientierung der Kreise beschreiben. Ist hingegen
OutputType
= 'pose' , enthalten die Ausgabeparameter
Pose1
und Pose2
jeweils die sieben Elemente der Pose.
Wird mehr als eine Kontur in Contour
übergeben, muss
in Radius
entweder ein Tupel übergeben werden, das für
jede Kontur einen Wert enthält, oder Radius
enthält nur
einen Wert, der dann für alle Konturen verwendet wird.
Die Ausgabeparameter Pose1
und Pose2
enthalten die
Posen bzw. die Positionen und Orientierungen hintereinander, d.h.
Pose1
und Pose2
enthalten zuerst die Pose bzw. die
Position und den Normalenvektor für die erste Kontur, dann die
Werte für die zweite Kontur, usw.
Die Genauigkeit der Posen hängt stark von der Genauigkeit der extrahierten
Konturen ab.
Die Extraktion von gekrümmten Kanten mit relativ großen Filtermasken
hat zur Folge, dass die Kantenposition leicht verschoben wird.
Kantenextraktionsverfahren, die auf der ersten Ableitung der Bildfunktion
basieren (z.B. edges_sub_pix
) verschieben die Kantenposition
in Richtung des Krümmungsmittelpunkts, d.h. extrahierte Ellipsen
werden geringfügig kleiner. Extraktionsverfahren, die auf der zweiten
Ableitung der Bildfunktion basieren (laplace_of_gauss
gefolgt von zero_crossing_sub_pix
), verschieben die Kantenposition
vom Krümmungsmittelpunkt weg, d.h. extrahierte Ellipsen werden
geringfügig größer.
Diese Effekte sind umso stärker, je stärker die Kante gekrümmt ist und
je größer die verwendete Filtermaske ist. Um hohe Genauigkeiten erzielen
zu können, sollten daher die Ellipsen im Bild groß sein und der
Filterparameter sollte so gewählt werden, dass kleine Filtermasken
verwendet werden (siehe info_edges
).
Contour
(input_object) xld(-array) →
object
Zu untersuchende Konturen.
CameraParam
(input_control) campar →
(real / integer / string)
Interne Kameraparameter.
Radius
(input_control) number(-array) →
(real)
Radius des Kreises im Objektraum.
Parameteranzahl: Radius == Contour || Radius == 1
Restriktion: Radius > 0.0
OutputType
(input_control) string →
(string)
Typ der Rückgabewerte.
Defaultwert: 'pose'
Werteliste: 'center_normal' , 'pose'
Pose1
(output_control) real-array →
(real / integer)
3D-Lage (Pose) des ersten Kreises.
Parameteranzahl: Pose1 == 7 * Contour || Pose1 == 6 * Contour
Pose2
(output_control) real-array →
(real / integer)
3D-Lage (Pose) des zweiten Kreises.
Parameteranzahl: Pose2 == 7 * Contour || Pose2 == 6 * Contour
Sind die Parameterwerte korrekt und konnte die Position des Kreises
bestimmt werden, dann liefert get_circle_pose
den Wert 2 (H_MSG_TRUE).
Gegebenenfalls wird eine Fehlerbehandlung durchgeführt.
find_marks_and_pose
,
camera_calibration
get_rectangle_pose
,
fit_ellipse_contour_xld
3D Metrology