【opencv】示例-stereo_calib.cpp 基于OpenCV的立体视觉相机校准的完整示例

// 包含OpenCV库中用于3D校准的相关头文件
#include "opencv2/calib3d.hpp"
// 包含OpenCV库中用于图像编码解码的相关头文件
#include "opencv2/imgcodecs.hpp"
// 包含OpenCV库中用于GUI操作的相关头文件
#include "opencv2/highgui.hpp"
// 包含OpenCV库中用于图像处理的相关头文件
#include "opencv2/imgproc.hpp"
// 包含OpenCV库中用于处理ChArUco板的相关头文件
#include "opencv2/objdetect/charuco_detector.hpp"


// 引入一些常用的标准库
#include <vector>
#include <string>
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <ctype.h>


// 使用cv和std名称空间中的变量和函数，避免每次调用时都写cv::和std::
using namespace cv;
using namespace std;


// 声明一个静态函数print_help，用来打印程序的使用说明
// print_help函数的实现：打印使用帮助说明
static int print_help(char** argv)
{
    // 输出程序的使用方法，该方法包括双目校准过程中所需的参数说明
    cout <<
            " Given a list of chessboard or ChArUco images, the number of corners (nx, ny)\n"
            " on the chessboards and the number of squares (nx, ny) on ChArUco,\n"
            " and a flag: useCalibrated for \n"
            "   calibrated (0) or\n"
            "   uncalibrated \n"
            "     (1: use stereoCalibrate(), 2: compute fundamental\n"
            "         matrix separately) stereo. \n"
            " Calibrate the cameras and display the\n"
            " rectified results along with the computed disparity images.   \n" << endl;
    // 输出程序的具体使用格式，包括棋盘宽度，高度，模式类型（棋盘或ChArUco），平方大小，标记大小，预定义的aruco字典名称，aruco字典文件和图像列表XML/YML文件
    cout << "Usage:\n " << argv[0] << " -w=<board_width default=9> -h=<board_height default=6>"
        <<" -t=<pattern type: chessboard or charucoboard default=chessboard> -s=<square_size default=1.0> -ms=<marker size default=0.5>"
        <<" -ad=<predefined aruco dictionary name default=DICT_4X4_50> -adf=<aruco dictionary file default=None>"
        <<" <image list XML/YML file default=stereo_calib.xml>\n" << endl;
    // 打印可用的Aruco字典列表信息
    cout << "Available Aruco dictionaries: DICT_4X4_50, DICT_4X4_100, DICT_4X4_250, "
        << "DICT_4X4_1000, DICT_5X5_50, DICT_5X5_100, DICT_5X5_250, DICT_5X5_1000, "
        << "DICT_6X6_50, DICT_6X6_100, DICT_6X6_250, DICT_6X6_1000, DICT_7X7_50, "
        << "DICT_7X7_100, DICT_7X7_250, DICT_7X7_1000, DICT_ARUCO_ORIGINAL, "
        << "DICT_APRILTAG_16h5, DICT_APRILTAG_25h9, DICT_APRILTAG_36h10, DICT_APRILTAG_36h11\n";


    // 函数返回0，表示成功执行
    return 0;
}
// 声明一个静态函数StereoCalib，用于执行双目相机的校准
// StereoCalib函数的实现：执行双目摄像头的校准
static void
// 函数定义，包括所需的参数
StereoCalib(const vector<string>& imagelist, Size inputBoardSize, string type, float squareSize, float markerSize, cv::aruco::PredefinedDictionaryType arucoDict, string arucoDictFile, bool displayCorners = false, bool useCalibrated=true, bool showRectified=true)
{
    // 检查图像列表的数量是否为偶数，否则返回错误
    if( imagelist.size() % 2 != 0 )
    {
        cout << "Error: the image list contains odd (non-even) number of elements\n";
        return;
    }


    // 定义变量和存储来进行校准过程
    const int maxScale = 2;
    // ARRAY AND VECTOR STORAGE:


    // 创建两个图像点数组和一个对象点向量，以及图像大小变量
    vector<vector<Point2f> > imagePoints[2];
    vector<vector<Point3f> > objectPoints;
    Size imageSize;


    // 定义一些需要的索引变量和图像数量
    int i, j, k, nimages = (int)imagelist.size()/2;


    // 调整图像点数组的大小以匹配图像的数量
    imagePoints[0].resize(nimages);
    imagePoints[1].resize(nimages);
    // 创建一个存储良好图像的列表
    vector<string> goodImageList;


    // 定义棋盘的两种尺寸，内角尺寸和单位尺寸
    Size boardSizeInnerCorners, boardSizeUnits;
    // 检查棋盘的类型，并依此计算板大小
    if (type == "chessboard") {
        // 若是普通棋盘，则内角大小即为给定的板大小
        boardSizeInnerCorners = inputBoardSize;
        // 棋盘单位尺寸需要增加1，因为边缘的格子也要计算进去
        boardSizeUnits.height = inputBoardSize.height+1;
        boardSizeUnits.width = inputBoardSize.width+1;
    }
    else if (type == "charucoboard") {
        // 若是ChArUco棋盘，板大小则是以方块为单位给出的
        boardSizeUnits = inputBoardSize;
        // 减去1以得到内角尺寸
        boardSizeInnerCorners.width = inputBoardSize.width - 1;
        boardSizeInnerCorners.height = inputBoardSize.height - 1;
    }
    else {
        // 若棋盘类型未知，则输出错误并返回
        std::cout << "unknown pattern type " << type << "\n";
        return;
    }


    // 定义并初始化Aruco字典
    cv::aruco::Dictionary dictionary;
    // 如果未指定字典文件，则使用预定义字典
    if (arucoDictFile == "None") {
        dictionary = cv::aruco::getPredefinedDictionary(arucoDict);
    }
    else {
        // 否则从文件中加载字典
        cv::FileStorage dict_file(arucoDictFile, cv::FileStorage::Mode::READ);
        cv::FileNode fn(dict_file.root());
        dictionary.readDictionary(fn);
    }
    // 创建ChArUco板和检测器对象
    cv::aruco::CharucoBoard ch_board(boardSizeUnits, squareSize, markerSize, dictionary);
    cv::aruco::CharucoDetector ch_detector(ch_board);
    // 创建一个用来存储标记的ID的容器
    std::vector<int> markerIds