相机标定之OpenCV&Matlab

Camera Calibration

1.OpenCV Camera Calibration

OpenCV提供具体的标定策略和说明文档，可以直接使用，说明文档的位置"D:\opencv\sources\doc\tutorials\calib3d\camera_calibration"；

例程的位置“D:\opencv\sources\samples\cpp\camera_calibration.cpp”

如何使用例程呢？首先修改配置文档xml

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1. <?xml version="1.0"?>  
2. <opencv_storage>  
3. <Settings>  
4.   <!-- 标定板的宽高各有多少角点Number of inner corners per a item row and column. (square, circle) -->  
5.   <BoardSize_Width>7</BoardSize_Width>  
6.   <BoardSize_Height>7</BoardSize_Height>  
7.     
8.   <!--标定板上的方块边长，以毫米为单位 The size of a square in some user defined metric system (pixel, millimeter)-->  
9.   <Square_Size>50</Square_Size>  
10.     
11.   <!-- 选择标定模式The type of input used for camera calibration. One of: CHESSBOARD CIRCLES_GRID ASYMMETRIC_CIRCLES_GRID -->  
12.   <Calibrate_Pattern>"CHESSBOARD"</Calibrate_Pattern>  
13.     
14.   <!-- The input to use for calibration. 所采集的标定图像存储的路径及名称xml档  
15.         To use an input camera -> give the ID of the camera, like "1"  
16.         To use an input video  -> give the path of the input video, like "/tmp/x.avi"  
17.         To use an image list   -> give the path to the XML or YAML file containing the list of the images, like "/tmp/circles_list.xml"  
18.         -->  
19.   <Input>"./vtDirTest.xml"</Input>  
20.   <!--  If true (non-zero) we flip the input images around the horizontal axis.-->  
21.   <Input_FlipAroundHorizontalAxis>0</Input_FlipAroundHorizontalAxis>  
22.     
23.   <!-- Time delay between frames in case of camera. -->  
24.   <Input_Delay>100</Input_Delay>      
25.     
26.   <!-- How many frames to use, for calibration. -->  
27.   <Calibrate_NrOfFrameToUse>25</Calibrate_NrOfFrameToUse>  
28.   <!-- Consider only fy as a free parameter, the ratio fx/fy stays the same as in the input cameraMatrix.   
29.        Use or not setting. 0 - False Non-Zero - True-->  
30.   <Calibrate_FixAspectRatio> 1 </Calibrate_FixAspectRatio>  
31.   <!-- If true (non-zero) tangential distortion coefficients  are set to zeros and stay zero.-->  
32.   <Calibrate_AssumeZeroTangentialDistortion>1</Calibrate_AssumeZeroTangentialDistortion>  
33.   <!-- If true (non-zero) the principal point is not changed during the global optimization.-->  
34.   <Calibrate_FixPrincipalPointAtTheCenter> 1 </Calibrate_FixPrincipalPointAtTheCenter>  
35.     
36.   <!-- 输出标定后的内参/外参以及其他参数的文档名称路径The name of the output log file. -->  
37.   <Write_outputFileName>"out_camera_vt.xml"</Write_outputFileName>  
38.   <!-- If true (non-zero) we write to the output file the feature points.-->  
39.   <Write_DetectedFeaturePoints>1</Write_DetectedFeaturePoints>  
40.   <!-- If true (non-zero) we write to the output file the extrinsic camera parameters.-->  
41.   <Write_extrinsicParameters>1</Write_extrinsicParameters>  
42.   <!-- If true (non-zero) we show after calibration the undistorted images.-->  
43.   <Show_UndistortedImage>1</Show_UndistortedImage>  
44.    
45. </Settings>  
46. </opencv_storage>  

大概修改上述标注的几个位置，然后运行camera_calibration.cpp即可；

工程下载地址

参考【1】 【2】

因为据说使用Matlab的工具箱进行标定会比较准确，所以计划对比测试两种标定方式；

2.Matlab Calibration

参考【3】 【4】

首先下载toolbox_calib.zip，在【3】中有下载链接；解压之后放在工作目录下，同时跟随【4】进行标定，叙述很详尽；

但因为内容较多，现简略叙述：

2.1 启动标定工具箱

运行calib.m，选择图像载入模式

当图像量大且多时需要使用第二种方式；此处选择标准模式为例：

2.2 载入图像

进入图像所在目录，然后点击Image names按钮

首先输入标定图像序列的名称前缀（不包含数字序号）如上方式，然后选择格式；ok；

2.3 提取角点

点击Extract grid corners按钮，在命令窗口如下述

直接回车，将选择默认模式；窗口的大小为11×11，然后在对每一幅测试图档进行手动设置最外围的四个角点

按逆时针顺序进行选择

此时需要设定每个小方格在现实世界中的宽高，以便随后角点的自动选择；

此处设定为30mm×30mm；只需第一次设定；

然后每一幅图像都需要设置外围的四个角点，这样会不会手酸？？？

若已经做过一次，可点击load选项，会自动载入Calib_Results.mat中的角点信息；

2.4 标定

在所有的图档都已经角点提取完毕之后，点击Calibration进行标定；

说明

A. 通过Recomp. corners按钮提高标定精确度；

B. Analyse error展示角点误差分布，用鼠标左键点击后，在命令窗口可直接显示该点信息；

C.Add/Suppress images 去除不需要的图档；

D. Show Extrinsic模拟每幅图像采集时的相对相机的位置角度；

其他的慢慢探索，文档【3】【4】相当详细；

为便于后续查找，也上传一份toobox及图档；下载地址

4.Halcon标定步骤

【5】 方法一

【6】 方法二