Homographie du plateau
Avant de pouvoir mesurer des positions fiables, il faut corriger les défauts optiques de la caméra. Une lentille standard introduit des distorsions physiques (effet de barillet, effet de coussinet, déformation des lignes droites et erreurs de perspective).
Si ces défauts ne sont pas corrigés, l’erreur de mesure sur le plateau peut atteindre plusieurs millimètres, ce qui se traduit par des pièces mal positionnées.
1. Acquisition des images de calibration
Script associé : ETAPE 1
Fonctionnement :
Le script initialise le flux vidéo de la caméra
L’utilisateur déplace un damier de calibration (échiquier géométrique standardisé) devant l’objectif sous différents angles et à différentes positions sur le plateau
En appuyant sur la touche Espace, une image est enregistrée dans un dossier
Plus les prises de vue sont variées (damier centré, excentré, incliné, proche, éloigné), plus le modèle de correction sera robuste.
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2. Calibration de la caméra
Script associé : ETAPE 2
L’objectif de ce script est de calculer les paramètres de la caméra (matrice de caméra et coefficients de distorsion) à partir des images capturées à l’ETAPE 1.
Fonctionnement :
Le script charge toutes les images de calibration
Pour chaque image, OpenCV recherche automatiquement les intersections internes du damier
Le script associe deux ensembles de points :
- Réel : coordonnées théoriques du damier
- Image caméra : coordonnées correspondantes en pixels
Le script produit deux fichiers utilisés dans le programme principal :
cameraMatrix.npy : matrice intrinsèque de la caméra
distCoeffs.npy : coefficients de distorsion.
3. Homographie
Script associé : ETAPE 3
Après correction des distorsions, la caméra fournit des coordonnées en pixels. Or, le firmware GRBL ne travaille qu’en millimètres.
L’homographie est la transformation mathématique qui permet de passer de l’espace image 2D (pixels) à l’espace plan réel 2D (millimètres).
Le principe est simple, on mesure plusieurs points de référence connus sur le plateau (les marqueurs ArUco de référence). Pour chaque point, on connaît sa position dans l’image (pixels) et sa position réelle sur le plateau (millimètres).
Finalement, chaque centre de pièce détecté en pixels est converti en millimètres avant génération du G-code. C’est cette étape qui aligne le repère de la caméra sur le repère mécanique de la machine.
En pratique, cette chaîne de calibration conditionne directement la qualité de tout le projet : une mauvaise calibration produit des coordonnées erronées, donc des mouvements erronés.
La calibration n’a pas besoin d’être refaite à chaque démarrage. Elle ne doit être répétée que si l’on change de caméra ou de montage mécanique.