MATLAB单相机校准程序中文.doc

单相机标定程序相机标定概述您可以使用相机标定程序估计相机内参数，外参数，镜头畸变参数您可以使用这些相机参数到多种计算机视觉应用这些应用范圉包括消除镜头畸变的影响，测量平面物体，或者从多个摄像头重建三维场景单摄像机标定工作流程遵循这个工作流使用这个APP來标定你的相机的内外参数：1. 准备好图片，相机，和标定板2. 加载图片3. 校准相机4. 评估校准精度5. 调整参数來提高精确度（如果需要）6. 输出参数对象在某些情况下默认值工作刚刚好，你不需要在输出参数之前做进行任何改进如果你需要做出改进，您可以使用MATDLAB相机标定函数这一系列函数，请参阅MATLABGeometricCameraCalibration模块打开相机标定APPMA7I.ABToolstrip：打开应用程序选项卡，下拉到图像处理和计算机视觉，点击应用程序图示MATLAB命令提示:输入cameracalibratoro准备标定板，相机，和图片为达到最佳效果，使用10至20幅含有标定板的图像标定APP至少需要三个图像使用未压缩的或无损压缩格式如PNG图像标定板和相机的设置必须满足一系列需求为了提高精度遵循以下提示对于准备标定板，设置摄像头和捕捉图像。

►准备棋盘标定板相机标走应用程序扌错使用一个棋盘标走板，一个棋盘标走板「个方便的校准目标如果你惧使用一个不同的标走板中提取关键点，可以直接使用相机标走MATLAB函数请看几何相机校正函数列表你可以打印（MATLAB中生成）和使用提供的棋盘状图案标走板你使用的棋盘标走板不能是方形的一边必须含有偶数的方块另P必须包含奇数的方块因此，该标走板包含两个黑色的角落Ti和两个白人角落另夕I则这个标准使应用程序以确定标走板的方向，标走程序认为长边是x轴准备棋盘标走板:1)棋盘打印输出粘贴到一个光滑的平面上表面缺陷会影响标走的准确性2）测4个方格的大小这对标走是必零的方格的大小可以不同根据打印机设置3）提高检测速度，设置标走板尽可有抄的背星杂波►相机的设置适当调整1尔的相机，遵循以下规则：保持焦点中的模式,但是不要使用自动对焦不改变图像之间的缩放设置否贝憔距变化►捕获图像为达到最佳效果使用至少10到20的包含标走板的图像标走APP至少需要三个图像使用未压缩的图像或图像无损压缩恪式如PNG为了提高标定精度：1. 捕获的图像模式大约¥矚等于距离你的相机感兴趣的对衾例如,如果您计划从2米测量对象，保持你的从相机模式大约2米。

2. 把棋盘角度小于45度相对于相机平面3. 不要修改图片例如，没有裁剪他们4. 不使用自动对焦或缩放图像5. 在相对于相机不同位鮎获的图像棋盘状图案6. 捕获足够的不同模式的图像”你已经覆盖尽可育捋的图像帧在图像边缘镣头畸变会快速增加堵加为了捕捉这些透镐畸变，该标走板必须出现接近边缘的位置麴f1養細斗TITS邂憑1作为一05规则棋盘标走板应该填补至少20%的捕获的图像例如，前面的图片拍摄的棋盘方块的大小为108莹米潘加图片开始校准，必须添加图片您可以添加保存好的图像从一个文件夹或直接从相机添加图片程序自动分析了图像，以确保它们满足标定的要求然后检测角点从文件夹添加图片点击添加图片按钮，并选择从文件夹你可以从多个档夹添加图片，点击添加图片为每个文件夹AddImages▼窑FromfileSBFromcamera获得图片为了标定必须添加图片你可以从一个网络摄像头使用MATLAB摄像头的支持获得图像你必须获得MATLAB支持USB摄像头安装驱动参看InstalltheWebcamSupportPackage的信息1.获得图片，单击添加图片箭头并选择从相机趴CameraCalibrator-ExtrinsicsCALIBRATIONIj住》RadialDistortion:Compute:O2CoefficientsHSkewNewOpenSaveAddOPTIONSmageSessionSessionSession▼Images▼Coefficients"tangentialDistortionFromfileDataBrowserj_Tobegin,clicktheAddImage;回〜川丄fromfileoracquirefromcameraaminimumoftwocheckerboardimages・Forbestresults,loadoracquirebetween10and20images・2. 图像捕捉选项卡打开。

如果你只有一个摄像头连接到系统，它被默认选中，预览窗口打开如果你有多个摄像头连接，想使用一个特定的，选择的相机相机列表°B4ck>Qht€onipmaaeian1Tcfr

在默认配置中，共有20个图像捕获，每5秒6. 把预览窗口锁定在程序的中心是很有益的CantfJWeowri250•SntlocationJBs・3£>1Ca^tur・lriUEl9X)3Un«b?«otovf“oOCrtu忖①・Ci(Aj*eCtaseD«t«①IPr»vir-vX；dprojcienCnToclKkthe&OdEqubutton.fochecU

程序试图检测添加的图片中的每一个棋盘分析图像窗口出现时出现一个进度条,表明检测进度QAnalyzingImagesDetectingcheckerboardinimage1of13如果有任何图像不合适，检测结果窗口就会显示出来，其中包含检测信息结果显示有多少总图像得到处理，有多少被接受，拒绝或跳过了1385〔viewimaaesBlDetectionResultsTotalimagesprocessed:Addedimages:Rejectedimages:想查看了被拒绝的图片，点击査看图片它还拒绝整个棋盘不能被检测到的图像被拒绝的可能的原因可能是是一个模糊的图像或标定板放在了一个极端的角度图像越大，方格越多，检测需要更长的时间查看图像和探测点数据浏览器窗格中显示一个图像id列表这些图像包含一个检测标定板要查看图像，在数据浏览器窗格选中它图像窗格显示棋盘图像，用绿色圆圈表示检测到角点你可以通过缩放验证的检测到的角点在视图选项卡中黄色的正方形表示(0,0)的原点棋盘的X和Y箭头表示坐标轴方向标定一旦你满意拍摄的图片，点击标定默认的校准设置假设使用一组相机参数数量最少的模型首先使用默认设置运行标定。

在评估结果后，你可以尝试通过调整设置和添加或删除图片提高标定精度，然后再标定一次►标定算法法假走针孔相机模型:yz\=[x(X,Y,Z):世界坐标的点(x,y)形象对应的像点坐标的像素”任意齐次坐标比例因子匕相机内在矩阵走义为：/力oexcy1坐\^cxcy）代表了光字中心（主点）Q像素为单位当像平面的x和轴是完全垂直时斜参数等于0/?:代表三艇阵相机的旋转匚翻译的相机相对的世界坐标系统摄像机标定算法就是估计内参数，外参数和失真系数相机校正包括以下步骤：1）假走透磺畸变为零f在封闭的形式上解出内参数和外参数[1]2）所有参数同时估计包括畸变系数利用m阍生最小二乘最小化（Levenberg-Marquardt算法）设置初始变形系数的估计为零，使用前面的步骤得到的封闭的解作为初始估计的内参数和外参数[1][2]评估校准结果你可以通过重投影误差，相机的外参数和矫正畸变图像来评估校准精度最佳校准方法是使用这三种方法的评价▼检查重投影误差重投影炭塞是距离在检测点和重投影点之间的像素距离程序通过计算从世界坐标系到图像坐标系重投影炭塞；重投影误差小于一个像素认为标定是成功的cameraParameterstedpointsIdcoordinatesofckerboardpointspointsreprojectedusingcamerapararreterspointsdetectedfromimagereprojectionerror^z重投影误差表现为一个条形图和散点图。

你可以之间使用按钮切换他们您可以找到一个偏离较远的图片即重投影误差较大的图片然后，您可以在数据浏览器窗格从列表中选择和删除这些图像，以提高标定精度条形图条形图显示每个图像，均重投影误差和总体平均误差直方图的标签id对应于图像突出显示的栏对应于所选择的图像0.2s-ax-d£」0t山uea乏12345678ImagesMeanReprojectionErrorperImage^1O05O0XX选择一个映像这些方法：＞点击图中相应的酒吧＞从列表中选择图像的数据浏览器窗格散点图散魚图显示每个点重投影误差号表示的是被选中的图片一个精确的标定通常导致一个紧凑的点云离群值较大指出潜在的问题与相应的图片为了改善精度，可以考虑删除这些图像ReprojectionErrorsinPixels0.4111-—0.3°O203..u--0.200.2XX▼可视化相机外。