VINS系列前篇(4)——相机标定

林深不知云海

已于 2025-02-19 11:20:38 修改

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分类专栏： VINS 文章标签： ubuntu

于 2025-02-19 11:17:01 首次发布

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./kalibr_create_target_pdf --type 'apriltag' --nx 6 --ny 6 --tsize 0.022 --tspace 0.3

大家还记得这一行代码吗？会生成一个标定所需的pdf。大家去打印的时候A4缩放40%。文件我已上传，所需的友友们自行下载。

好啦，我们先进入正文。

cd kalibr_ws
gedit april_6x6_A4.yaml

我们将以下代码放在april_6x6_A4.yaml中，内容展示如下，后续我们标定的时候需要使用

target_type: 'aprilgrid' #gridtype
tagCols: 6               #number of apriltags
tagRows: 6               #number of apriltags
tagSize: 0.022           #size of apriltag, edge to edge [m]  要亲自拿尺子量一下
tagSpacing: 0.3          #ratio of space between tags to tagSize

关闭相机的结构光

方法一：

首先启动

 roslaunch realsense2_camera rs_camera.launch

新开终端后运行

rosrun rqt_reconfigure rqt_reconfigure

打开后将camera->stereo_module中的emitter_enabled设置为off(0) ，如下图所示：

方法二：

最简单粗暴地方法就是用电工胶布把红外摄像头给遮住，如图所示：

标定步骤

第一步，设置rviz

roslaunch realsense2_camera rs_camera_vins.launch
rviz

打开rviz之后，注意一定要先在左侧 Fixed Frame 选择camera_link。左下角 add --> By topic --> /camera/color/image_raw/ --> 双击Camera ，找一个适合的能拍到棋盘格的距离。用同样的方式添加双目topic，/camera/infra1/image_rect_raw、/camera/infra2/image_rect_raw。

如果大家打开后没有双目的话题，就把以下代码粘贴到rs_camera_vins.launch 中

<launch>
  <arg name="serial_no"           default=""/>
  <arg name="usb_port_id"         default=""/>
  <arg name="device_type"         default=""/>
  <arg name="json_file_path"      default=""/>
  <arg name="camera"              default="camera"/>
  <arg name="tf_prefix"           default="$(arg camera)"/>
  <arg name="external_manager"    default="false"/>
  <arg name="manager"             default="realsense2_camera_manager"/>

  <arg name="fisheye_width"       default="640"/>
  <arg name="fisheye_height"      default="480"/>
  <arg name="enable_fisheye"      default="false"/>

  <arg name="depth_width"         default="640"/>
  <arg name="depth_height"        default="480"/>
  <arg name="enable_depth"        default="false"/>

  <arg name="infra_width"        default="640"/>
  <arg name="infra_height"       default="480"/>
  <arg name="enable_infra1"       default="true"/>
  <arg name="enable_infra2"       default="true"/>

  <arg name="color_width"         default="640"/>
  <arg name="color_height"        default="480"/>
  <arg name="enable_color"        default="true"/>

  <arg name="fisheye_fps"         default="30"/>
  <arg name="depth_fps"           default="30"/>
  <arg name="infra_fps"           default="30"/>
  <arg name="color_fps"           default="30"/>
  <arg name="gyro_fps"            default="200"/>
  <arg name="accel_fps"           default="250"/>
  <arg name="enable_gyro"         default="true"/>
  <arg name="enable_accel"        default="true"/>

  <arg name="enable_pointcloud"         default="false"/>
  <arg name="pointcloud_texture_stream" default="RS2_STREAM_COLOR"/>
  <arg name="pointcloud_texture_index"  default="0"/>

  <arg name="enable_sync"               default="true"/>
  <arg name="align_depth"               default="true"/>

  <arg name="publish_tf"                default="true"/>
  <arg name="tf_publish_rate"           default="0"/>

  <arg name="filters"                   default=""/>
  <arg name="clip_distance"             default="-2"/>
  <arg name="linear_accel_cov"          default="0.01"/>
  <arg name="initial_reset"             default="false"/>
  <arg name="unite_imu_method"          default="linear_interpolation"/>
  <arg name="topic_odom_in"             default="odom_in"/>
  <arg name="calib_odom_file"           default=""/>
  <arg name="publish_odom_tf"           default="true"/>
  <arg name="allow_no_texture_points"   default="false"/>
  <arg name="emitter_enable"   		default="false"/>



  <group ns="$(arg camera)">
    <include file="$(find realsense2_camera)/launch/includes/nodelet.launch.xml">
      <arg name="tf_prefix"                value="$(arg tf_prefix)"/>
      <arg name="external_manager"         value="$(arg external_manager)"/>
      <arg name="manager"                  value="$(arg manager)"/>
      <arg name="serial_no"                value="$(arg serial_no)"/>
      <arg name="usb_port_id"              value="$(arg usb_port_id)"/>
      <arg name="device_type"              value="$(arg device_type)"/>
      <arg name="json_file_path"           value="$(arg json_file_path)"/>

      <arg name="enable_pointcloud"        value="$(arg enable_pointcloud)"/>
      <arg name="pointcloud_texture_stream" value="$(arg pointcloud_texture_stream)"/>
      <arg name="pointcloud_texture_index"  value="$(arg pointcloud_texture_index)"/>
      <arg name="enable_sync"              value="$(arg enable_sync)"/>
      <arg name="align_depth"              value="$(arg align_depth)"/>

      <arg name="fisheye_width"            value="$(arg fisheye_width)"/>
      <arg name="fisheye_height"           value="$(arg fisheye_height)"/>
      <arg name="enable_fisheye"           value="$(arg enable_fisheye)"/>

      <arg name="depth_width"              value="$(arg depth_width)"/>
      <arg name="depth_height"             value="$(arg depth_height)"/>
      <arg name="enable_depth"             value="$(arg enable_depth)"/>

      <arg name="color_width"              value="$(arg color_width)"/>
      <arg name="color_height"             value="$(arg color_height)"/>
      <arg name="enable_color"             value="$(arg enable_color)"/>

      <arg name="infra_width"              value="$(arg infra_width)"/>
      <arg name="infra_height"             value="$(arg infra_height)"/>
      <arg name="enable_infra1"            value="$(arg enable_infra1)"/>
      <arg name="enable_infra2"            value="$(arg enable_infra2)"/>

      <arg name="fisheye_fps"              value="$(arg fisheye_fps)"/>
      <arg name="depth_fps"                value="$(arg depth_fps)"/>
      <arg name="infra_fps"                value="$(arg infra_fps)"/>
      <arg name="color_fps"                value="$(arg color_fps)"/>
      <arg name="gyro_fps"                 value="$(arg gyro_fps)"/>
      <arg name="accel_fps"                value="$(arg accel_fps)"/>
      <arg name="enable_gyro"              value="$(arg enable_gyro)"/>
      <arg name="enable_accel"             value="$(arg enable_accel)"/>

      <arg name="publish_tf"               value="$(arg publish_tf)"/>
      <arg name="tf_publish_rate"          value="$(arg tf_publish_rate)"/>

      <arg name="filters"                  value="$(arg filters)"/>
      <arg name="clip_distance"            value="$(arg clip_distance)"/>
      <arg name="linear_accel_cov"         value="$(arg linear_accel_cov)"/>
      <arg name="initial_reset"            value="$(arg initial_reset)"/>
      <arg name="unite_imu_method"         value="$(arg unite_imu_method)"/>
      <arg name="topic_odom_in"            value="$(arg topic_odom_in)"/>
      <arg name="calib_odom_file"          value="$(arg calib_odom_file)"/>
      <arg name="publish_odom_tf"          value="$(arg publish_odom_tf)"/>
      <arg name="allow_no_texture_points"  value="$(arg allow_no_texture_points)"/>
    </include>
  </group>
</launch>

第二步，修改相机帧数

kalibr在处理标定数据的时候要求频率不能太高，一般为4Hz，我们可以使用如下命令来更改topic的频率，实际上是将原来的topic以新的频率转成新的topic，实际测试infra1对应左目相机，infra2对应右目相机。

rosrun topic_tools throttle messages /camera/color/image_raw 4.0 /color & rosrun topic_tools throttle messages /camera/infra1/image_rect_raw 4.0 /infra_left & rosrun topic_tools throttle messages /camera/infra2/image_rect_raw 4.0 /infra_right

第三步，录制ROS数据包

cd kablbr_ws
rosbag record -O multicameras_calibration /infra_left /infra_right /color

录制包的时候有以下注意事项：盯着rviz里面的画面，确保RGB、左目、右目都能看到完整的棋盘格；录制时三个摄像头都要完整的看到标定板，一定要慢，慢慢晃动

步骤如下：
（1）俯仰角摆动3次
（2）偏航角摆动3次
（3）翻滚角摆动3次
（4）上下移动3次
（5）左右移动3次
（6）前后移动3次
（7）自由移动，摆动幅度大一些，但要移动缓慢些，使得标定目标尽可能出现在相机的所有视野范围内。整体标定时间在90s以上

第四步，使用Kalibr标定

rosrun kalibr kalibr_calibrate_cameras --target april_6x6_A4.yaml --bag  multicameras_calibration.bag --models pinhole-equi pinhole-equi pinhole-equi --topics /infra_left /infra_right /color --bag-from-to 10 100 --show-extraction

博主在运行这一步的时候报错了，说缺少"wx"这个库，需要安装 wxPython 库才能解决这个问题，大家可以输入下面的代码安装

sudo apt-get install python3-wxgtk4.0

标定完成会生成三个文件，如图所示：

我们打开其中的multicameras_calibration-report-cam.pdf文件，翻到最后面。查看results-cam-homeubuntumulticameras_calibration_biaoding.txt中的重投影误差reprojection error数值是多少，理想范围是0.1-0.2。

友友们如果标定出来的数据太发散的话就将bag删除附带三个生成的文件，重新录制数据包（参考步骤三），晃动标定板的速度不要太快，慢慢的晃。博主标定出来的数据还是可以的，大家可以参考一下：