攝像機標定工具箱1.1 Matlab攝像機標定工具箱/bouguetj/calib_doc/download/index.html

說明文檔：/bouguetj/calib_doc/toolbox_calib.zip解壓縮，將目錄toolbox_calibtoolbox_calib目錄中。命名規則為基本名和編號，基本名在前，后面直接跟著數字編號。編號最多為3位十進制數字。

1.1.1 標定模型

內參數標定采用的模型如式(1-1)所示，Brown畸變模型(1-2)所示。 (1-1)

式中：(u, v)是特征點的圖像坐標，(xc, yc, zc)是特征點在攝像機坐標系的坐標，kx、ky是焦距歸一化成像平面上的成像點坐標到圖像坐標的放大系數，ks是對應于圖像坐標u、攝像機的y軸之間不垂直帶來的耦合系數，ks=(ckx，(c是攝像機的y軸與理想軸之間的夾角，單位為弧度。 (1-2)

式中：(xc1d, yc1d)是焦距歸一化成像平面上的成像點畸變后的坐標，kc1是2階徑向畸變系數，kc2是4階徑向畸變系數，kc5是6階徑向畸變系數，kc3、kc4是切向畸變系數，r為成像點到攝像機坐標系原點的距離，r2= xc12 + yc12。

1.1.2 操作界面

將Matlab的當前目錄設定為含有標定工具箱的toolbox_calib目錄。在Matlab命令窗口運行calib_gui指令，彈出圖1所示選擇窗口。

圖1 內存使用方式窗口

圖1窗口中，具有兩個選項，分別是“Standard”和“Memory efficient”。如果點擊選擇“Standard”，則將目錄中的所有圖像讀入內存中，所需內存較大。如果點擊選擇“Memory efficient”，則將目錄中的圖像按照需要每次一幅圖像讀入內存中，所需內存較小。在選擇了內存使用方式后，彈出標定工具箱操作面板。圖2是選擇“Standard”后彈出的標定工具箱操作面板。

圖2 標定工具箱操作面板

圖2所示的標定工具箱操作面板具有16個操作命令鍵，其功能如下：

(1) “Image names”鍵：指定圖像的基本名(Basename)和圖像格式，并將相應的圖像讀入內存。

(2) “Read names”鍵：將指定基本名和格式的圖像讀入內存。

(3) “Extract grid corners”鍵：提取網格角點。

(4) “Calibration”鍵：內參數標定。

(5) “Show Extrinsic”鍵：以圖形方式顯示攝像機與標定靶標之間的關系。

(6) “Project on images”鍵：按照攝像機的內參數以及攝像機的外參數(即靶標坐標系相對于攝像機坐標系的變換關系)，根據網格點的笛卡爾空間坐標，將網格角點反投影到圖像空間。

(7) “Analyse error”鍵：圖像空間的誤差分析

(8) “Recomp. corners”鍵：重新提取網格角點。

(9) “Add/Suppress images”鍵：增加/刪除圖像。

(10) “Save”鍵：保存標定結果。將內參數標定結果以及攝像機與靶標之間的外參數保存為m文件Calib_results.m，存放于toolbox_calib目錄中。

(11) “Load”鍵：讀入標定結果。從存放于toolbox_calib目錄中的標定結果文件Calib_results.mat讀入。

(12) “Exit”鍵：退出標定。

(13) “Comp. Extrinsic”鍵：計算外參數。

(14) “Undistort image”鍵：生成消除畸變后的圖像并保存。

(15) “Export calib data”鍵：輸出標定數據。分別以靶標坐標系中的平面坐標和圖像中的圖像坐標，將每一幅靶標圖像的角點保存為兩個tex文件。

(16) “Show calib results”鍵：顯示標定結果。

1.1.3 內參數標定

預先將命名為Image1～Image20的tif格式的20幅靶標圖像保存在toolbox_calib目錄中。當然，采集的靶標圖像也可以采用不同的格式，如bmp格式、jpg格式等。但應注意，用于標定的靶標圖像需要采用相同的圖像格式。攝像機的內參數標定過程，如下所述。

(1) 指定圖像基本名與圖像格式

在圖2所示的標定工具箱操作面板點擊“Image names”鍵，在Matlab命令窗口分別輸入基本名Image和圖像格式t，出現下述對話內容：

Basename camera calibration images (without number nor suffix): Image

Image format: ([]='r'='ras', 'b'='bmp', 't'='tif', 'p'='pgm',

總結

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