[CRANE+ V2] カメラのキャリブレーション方法を追加 (#31)

Co-authored-by: Kuwamai <[email protected]>
rt-net · Aug 30, 2023 · e74c9de · e74c9de
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diff --git a/docs/cranev2/ros/camera-calibration.md b/docs/cranev2/ros/camera-calibration.md
@@ -0,0 +1,83 @@
+---
+title: カメラのキャリブレーション
+robot: CRANE+ V2
+---
+
+# カメラのキャリブレーション
+このページではCRANE+ V2の[カメラサンプル](https://github.com/rt-net/crane_plus/tree/master/crane_plus_examples#camera-examples)で使用するカメラのキャリブレーション方法について説明します。
+
+カメラのキャリブレーションを行うと、カメラ画像の歪みやズレを補正することができます。
+
+キャリブレーションが必要な例として、下図のようにカメラ画像とCRANE+ V2のモデルにズレが発生している場合などがあります。
+
+![](../../img/cranev2/ros/before_calibration.png)
+
+このズレが大きい場合、検出した物体位置もズレてしまうため、ピックアンドプレースが失敗する可能性があります。
+キャリブレーションを行うと、このようなカメラ画像のズレを小さくすることができます。
+
+## 使用機材 {: #requirements}
+
+* 設置済みCRANE+ V2本体（Webカメラ搭載モデル）
+    * [製品マニュアル](https://rt-net.jp/products/cranev2/)を読んで設置済みの状態を前提としています
+* ノートパソコン等のPC
+    * OS（**Ubuntu Desktop 22.04**）がインストール済みであることを前提としています
+    * ROS 2がインストール済みであることを前提としています
+        * [ROS 2のインストール手順](./install.md)を参照してください
+    * ROS 2用のパッケージがインストール済みであることを前提としています
+        * [ROS 2パッケージのインストール手順](./package-install.md)を参照してください
+* キャリブレーション用のチェスボード
+    * [OpenCVのサンプル](https://github.com/opencv/opencv/blob/master/samples/data/chessboard.png)をA4サイズで印刷してください
+
+## キャリブレーション用パッケージのインストール {: #install}
+ノートパソコン等のPCに、キャリブレーションを行うためのROS 2パッケージをインストールします。
+
+```bash
+sudo apt install ros-humble-camera-calibration-parsers
+sudo apt install ros-humble-camera-info-manager
+sudo apt install ros-humble-launch-testing-ament-cmake
+sudo apt install ros-humble-image-pipeline
+```
+
+## CRANE+ V2のカメラを起動 {: #launch-camera}
+CRANE+ V2のカメラを起動します。
+`port_name`はCRANE+ V2との通信に使用しているUSB通信ポート、`video_device`は使用するカメラのデバイス名を指定してください。
+```bash
+ros2 launch crane_plus_examples demo.launch.py port_name:=/dev/ttyUSB0 use_camera:=true video_device:=/dev/video0
+```
+
+## キャリブレーションの実行 {: #launch-calibration}
+カメラのキャリブレーションを実行します。
+`size`はチェスボードの交点の数を指定し、`square`はチェスボードの1マスの大きさ（単位はメートル）を指定してください。
+```bash
+ros2 run camera_calibration cameracalibrator --size 6x9 --square 0.022 --ros-args -r image:=/image_raw
+```
+
+![](../../img/cranev2/ros/camera_calibration_1.png)
+
+カメラ映像が表示されたら、カメラの画角内でチェスボードを遠ざけたり、近づけたり、傾けたり、回転させたりなど動かします。
+
+CALIBRATEボタンが緑色になったら押してしばらく待ちます。
+
+![](../../img/cranev2/ros/camera_calibration_2.png)
+
+その後、SAVEボタンを押すと、`/tmp`ディレクトリに`calibrationdata.tar.gz`ファイルが生成されます。
+
+![](../../img/cranev2/ros/camera_calibration_3.png)
+
+## パラメータファイルの配置 {: #replace-file}
+パラメータファイル`ost.yaml`を`crane_plus/crane_plus_examples/config/camera_info.yaml`に配置します。
+```bash
+cd /tmp
+tar -xvf calibrationdata.tar.gz
+cp ost.yaml ~/ros2_ws/src/crane_plus/crane_plus_examples/config/camera_info.yaml
+```
+
+以上でCRANE+ V2のカメラのキャリブレーションは完了です。
+
+パラメータファイルを配置した後に再びカメラを起動すると、カメラ画像とCRANE+ V2のモデルのズレが小さくなっていることが確認できます。
+
+![](../../img/cranev2/ros/after_calibration.png)
+
+
+## 参考
+- [Camera Calibration — Navigation 2 1.0.0 documentation](https://navigation.ros.org/tutorials/docs/camera_calibration.html)
diff --git a/docs/img/cranev2/ros/after_calibration.png b/docs/img/cranev2/ros/after_calibration.png
diff --git a/docs/img/cranev2/ros/before_calibration.png b/docs/img/cranev2/ros/before_calibration.png
diff --git a/docs/img/cranev2/ros/camera_calibration_1.png b/docs/img/cranev2/ros/camera_calibration_1.png
diff --git a/docs/img/cranev2/ros/camera_calibration_2.png b/docs/img/cranev2/ros/camera_calibration_2.png
diff --git a/docs/img/cranev2/ros/camera_calibration_3.png b/docs/img/cranev2/ros/camera_calibration_3.png
diff --git a/mkdocs.yml b/mkdocs.yml
@@ -76,6 +76,7 @@ nav:
       - 2. ROS 2パッケージのインストール: cranev2/ros/package-install.md
       - 3. ROS 2サンプルの実行（実機）: cranev2/ros/samples.md
       - 4. ROS 2サンプルの実行（シミュレータ） : cranev2/ros/simulator.md
+      - 5. カメラのキャリブレーション: cranev2/ros/camera-calibration.md
     - 3. 関連リンク集: cranev2/others.md
   - CRANE-X7:
     - 1. 製品について: crane-x7/products.md