Participación de D. Carlos Cajal Hernando en la mesa redonda "Buenas prácticas en el uso de las tecnologías de la información y comunicación en la innovación docente" que tuvo lugar en la II Jornada de Buenas Prácticas en la Docencia Universitaria con Apoyo de TIC que se celebró el 13 de septiembre de 2011 en la Facultad de Veterinaria de la Universidad de Zaragoza. Más información en http://www.unizar.es/CBSantander/index.php?option=com_content&view=article&id=133&Itemid=132

1. Department of
Design and Manufacturing Engineering
UNIVERSIDAD DE ZARAGOZA
Autores: David Samper
Jorge Santolaria
Jose A. Albajez
Carlos Cajal

2. 1.- INTRODUCTION
PROCESOS DE FABRICACIÓN
INSPECCIÓN CONTROL DE OPTIMIZACIÓN
DE CALIDAD PRODUCCIÓN DE PROCESO
CÁMARAS DE VISIÓN
CALIBRACIÓN DE CÁMARAS
ESENCIAL PARA ALUMNOS
DE DISEÑO Y FABRIACACIÓN

3. INDICE
1.- Introducción
2.- Herramienta desarrollada
2.1.- Cámara virtual
2.2.- Generador de puntos sintéticos
2.3.- Extracción de puntos
2.4.- Calibración de cámara
4.- Cuestionario de seguimiento
5.- Conclusiones

4. 2.- HERRAMIENTA DESARROLLADA
METROVISIONLAB
CAMERA SIMULATION SOFTWARE
DESARROLLDAD COMO TOOLBOX DE MATLAB®
AMPLIAMENTE ÚTIL PROGRAMACIÓN SENCILLA
EN DOCENCIA E INVESTIGACIÓN DE COMPLEJOS
ALGORITMOS MATEMÁTICOS

5. 2.- HERRAMIENTA DESARROLLADA
PRINCIPALES
CARACTERISTICAS
• Cámara virtual.
• Simulación de distorsión de lentes.
• Simulación de ruido.
• Generación de puntos sintéticos.
• Preprocesado de imagen.
• Extracción de puntos en imágenes
reales.
• Calibración de cámaras.

6. INDICE
1.- Introducción
2.- Herramienta desarrollada
2.1.- Cámara virtual
2.2.- Generador de puntos sintéticos
2.3.- Extracción de puntos
2.4.- Calibración de cámara
4.- Cuestionario de seguimiento
5.- Conclusiones

7. 2.1.- CÁMARA VIRTUAL
PARÁMETROS DE CÁMARA
• Parámetros intrínsecos:
• Longitud focal, centro imagen,
pixel pitch, resolución.
• Parámetros extrínsecos:
• Matriz de rotación y vector de
traslación
• Parámetros de ruido:
• Ruido del sensor y errores del
calibrador.
• Distorsión radial de la lente.

8. 2.1.- CÁMARA VIRTUAL
GENERACIÓN DE IMAGEN
VIRTUAL
COORDENADAS MUNDO:
• COPLANAR (X,Y) PARÁMETRO DE
• NO COPLANAR (X,Y,Z) CÁMARA VIRUTAL
ALGORITMO DE CALIBRACIÓN INVERSA
BASADO EN EL MÉTODO TSAI
COORDENADAS IMAGEN(u,v)
IMAGEN VIRUTAL

9. INDICE
1.- Introducción
2.- Herramienta desarrollada
2.1.- Cámara virtual
2.2.- Generador de puntos sintéticos
2.3.- Extracción de puntos
2.4.- Calibración de cámara
4.- Cuestionario de seguimiento
5.- Conclusiones

10. 2.2.- GENERADOR DE PUNTOS SINTETICOS
Matriz de puntos tridimensional:
• Número de filas, columnas y planos.
• Separación entre puntos y planos.
• Matriz de posición en coordenadas
mundo.
Calibrador de tablero de ajedrez:
• Dimensiones de los cuadros.
• Posición del calibrador en coordenadas
mundo.

11. INDICE
1.- Introducción
2.- Herramienta desarrollada
2.1.- Cámara virtual
2.2.- Generador de puntos sintéticos
2.3.- Extracción de puntos
2.4.- Calibración de cámara
4.- Cuestionario de seguimiento
5.- Conclusiones

12. 2.3.- EXTRACCIÓN DE PUNTOS
Extracción de centros:
• Centro de gravedad basado en niveles de
gris.
•Centroide de la forma.
• Aproximación elíptica.
Extracción de líneas en calibrador
de tablero de ajedrez:
• Filtro Canny.
• Filtro Sobel.

13. INDICE
1.- Introducción
2.- Herramienta desarrollada
2.1.- Cámara virtual
2.2.- Generador de puntos sintéticos
2.3.- Extracción de puntos
2.4.- Calibración de cámara
4.- Cuestionario de seguimiento
5.- Conclusiones

14. 2.4.- CALIBRACIÓN DE CÁMARA
LOS MÉTODOS DE CALIBRACIÓN MÁS
Tsai : IMPORTANTES
• Coplanar con corrección radial de la distorsión.
• No coplanar con corrección radial de la distorsión.
Direct Linear Transformation (DLT):
• Coplanar sin corrección radial de la distorsión.
• No coplanar sin corrección radial de la distorsión.
• No coplanar con corrección de distorsión y de centro de la
imagen.
Faugeras
. augeras :
F
• Con corrección radial de la distorsión.
• Sin corrección radial de la distorsión.
Zhang :
• Con corrección radial de la distorsión.
• Sin corrección radial de la distorsión.

15. 2.4.- CALIBRACIÓN DE CÁMARA
RESULTADOS DE CALIBRACIÓN DE CÁMARA
RESULTADOS NUMÉRICOS
• Parámetros intrínsecos e extrínsecos.
• Matriz de proyección.
• Error de reconstrucción (Coord Imagen).
• Error de reconstrucción (Coord Mundo).
• Error de calibración normalizado (NCE
factor).
• Tiempo de cálculo.

16. 2.4.- CALIBRACIÓN DE CÁMARA
RESULTADOS DE CALIBRACIÓN DE CÁMARA
RESULTADOS GRÁFICOS

17. INDEX
1.- Introducción
2.- Herramienta desarrollada
2.1.- Cámara virtual
2.2.- Generador de puntos sintéticos
2.3.- Extracción de puntos
2.4.- Calibración de cámara
4.- Cuestionario de seguimiento
5.- Conclusiones

18. 4.- CUESTIONARIO DE SEGUIMIENTO
En dicho cuestionario los estudiantes deben contestar en una escala de 1 a 5
donde 1 representa total desacuerdo y 5 completamente de acuerdo.
A1 El uso y calibración de cámaras industriales es útil dentro
de mi formación como ingeniero.
A2 Metrovisionlab es una aplicación fácil de usar.
A3 Metrovisionlab me ha ayudado a entender mejor como las
características de una cámara y sus ópticas influencian la
imagen obtenida.
A4 Metrovisionlab me ha ayudado a aprender más acerca de
las características de los métodos de calibración.
A5 Metrovisionlab me ha ayudado a aprender más sobre el
uso de cámaras en procesos de medida y verificación.
A6 El material complementario adjunto a la aplicación ha sido
útil para mejorar mi aprendizaje (página web).

19. 4.- CUESTIONARIO DE SEGUIMIENTO
83 Estudiantes.
• 78% de los estudiantes piensan que es sencilla de utilizar.
• 56% estuvieron de acuerdo que Metrovisiónlab les ayuda en su
proceso de aprendizaje.

20. INDICE
1.- Introducción
2.- Herramienta desarrollada
2.1.- Cámara virtual
2.2.- Generador de puntos sintéticos
2.3.- Extracción de puntos
2.4.- Calibración de cámara
4.- Cuestionario de seguimiento
5.- Conclusiones

21. 5.- CONCLUSIONES
METROVISIONLAB PROPORCIONA:
• Una manera simple de entender cómo los parámetros de la cámara
afectan a la imagen capturada.
•Conocimiento de que factores influencian a la calibración de la
cámara y en que medida.
METROVISIONLAB ES UTIL:
•Para comparar los diversos métodos de calibración y así evaluar las
ventajas y desventajas de cada uno de ellos.
•Como herramienta de desarrollo.

22. Department of
Design and Manufacturing Engineering
UNIVERSIDAD DE ZARAGOZA
http://metrovisionlab.unizar.es/