# Calibration Roadmap – appRobotHoming

> Stand: 2026-06-10  
> Ziel: Vor dem Homing muss das System einmalig (oder nach mechanischen Änderungen) kalibriert werden.

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## Übersicht der Kalibrierungsschritte

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[1] Camera NPZ  →  [2] Board  →  [3] Robot X-Axis  →  [4] Arm1 / Arm2
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Jede Stufe baut auf der vorherigen auf. Die Ergebnisse werden als Dateien gespeichert und vom Homing-Prozess geladen.

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## [1] Camera NPZ – Kamerakalibrierung

**Ziel:** Intrinsische Kameraparameter (Brennweite, Verzerrungskoeffizienten, Kameramatrix) für jede Kamera ermitteln und als `.npz`-Datei speichern.

**Vorgehen (noch offen):**
- Schachbrettmuster / ChArUco-Board aus verschiedenen Winkeln fotografieren
- OpenCV `calibrateCamera()` ausführen
- Ergebnis speichern: `cam0_calib.npz`, `cam1_calib.npz`, `cam2_calib.npz`

**Aktionen auf der Seite (geplant):**
- Fotos aufnehmen (mehrere Posen)
- Kalibrierung berechnen
- `.npz`-Datei herunterladen / auf Server speichern
- Reprojektionsfehler anzeigen

**Offene Fragen:**
- Welches Muster wird verwendet (Schachbrett vs. ChArUco)?
- Automatische Erfassung oder manueller Upload der Bilder?

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## [2] Board – Referenz-Board-Kalibrierung

**Ziel:** Die extrinsische Position des Marker-Boards im Kamera-Koordinatensystem bestimmen.

**Vorgehen (noch offen):**
- Board in definierter Position aufstellen
- Foto aufnehmen, Marker erkennen (`aruco.detectMarkers`)
- `solvePnP` → Rotations- und Translationsvektor berechnen
- Transformation Board → Kamera speichern

**Aktionen auf der Seite (geplant):**
- Kamerabild anzeigen mit erkannten Markern
- Pose berechnen und anzeigen
- Kalibrierungsdatei speichern

**Offene Fragen:**
- Feste Board-Position oder Referenzpunkte einmessen?

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## [3] Robot X-Axis – Achsenrichtung kalibrieren

**Ziel:** Die X-Achse des Roboters im Weltkoordinatensystem verorten (Ausrichtung und Nullpunkt).

**Vorgehen (noch offen):**
- Roboter an bekannte X-Positionen fahren (z. B. X=0 und X=max)
- Kamera beobachtet den Endeffektor / Marker am Roboter
- Achsvektor aus zwei Messpunkten berechnen
- Ergebnis speichern

**Aktionen auf der Seite (geplant):**
- Roboter zu Referenzposition 1 fahren → Foto → Marker-Position merken
- Roboter zu Referenzposition 2 fahren → Foto → Marker-Position merken
- Achsvektor berechnen und anzeigen
- Speichern

**Offene Fragen:**
- Wie viele Referenzpunkte werden benötigt?
- Wird die Z-Achse separat kalibriert?

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## [4] Arm1 / Arm2 – Gelenk-Kalibrierung

**Ziel:** Nullposition und Kinematikparameter von Arm1 und Arm2 einmessen.

**Vorgehen (noch offen):**
- Arm in mechanische Nullposition fahren (physischer Anschlag oder Markierung)
- Kamera prüft die tatsächliche Arm-Pose
- Offset zwischen Soll und Ist berechnen und speichern

**Aktionen auf der Seite (geplant):**
- Arm1 auf Nullposition → Foto → Winkel ablesen
- Arm2 auf Nullposition → Foto → Winkel ablesen
- Offset-Korrektur berechnen und speichern

**Offene Fragen:**
- Separater Marker pro Armgelenk?
- Kalibrierung bei jedem Start oder nur nach Umbau?

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## Dateistruktur (geplant)

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calibration/
  cam0_calib.npz
  cam1_calib.npz
  cam2_calib.npz
  board_pose.json
  robot_xaxis.json
  arm_offsets.json
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## Status

| Schritt          | Status       | Anmerkung                        |
|------------------|--------------|----------------------------------|
| Camera NPZ       | offen        | Konzept unklar                   |
| Board            | offen        | Konzept unklar                   |
| Robot X-Axis     | offen        | Konzept unklar                   |
| Arm1 / Arm2      | offen        | Konzept unklar                   |
| Calibration-UI   | in Arbeit    | HTML-Seite angelegt              |