Camera Calibration

1.OpenCV Camera Calibration

OpenCV提供具體的標定策略和說明文件，可以直接使用，說明文件的位置"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？首先修改配置文件xml

<?xml version="1.0"?>
<opencv_storage>
<Settings>
  <!-- 標定板的寬高各有多少角點Number of inner corners per a item row and column. (square, circle) -->
  <BoardSize_Width>7</BoardSize_Width>
  <BoardSize_Height>7</BoardSize_Height>
  
  <!--標定板上的方塊邊長，以毫米為單位 The size of a square in some user defined metric system (pixel, millimeter)-->
  <Square_Size>50</Square_Size>
  
  <!-- 選擇標定模式The type of input used for camera calibration. One of: CHESSBOARD CIRCLES_GRID ASYMMETRIC_CIRCLES_GRID -->
  <Calibrate_Pattern>"CHESSBOARD"</Calibrate_Pattern>
  
  <!-- The input to use for calibration. 所採集的標定影象儲存的路徑及名稱xml檔
		To use an input camera -> give the ID of the camera, like "1"
		To use an input video  -> give the path of the input video, like "/tmp/x.avi"
		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"
		-->
  <Input>"./vtDirTest.xml"</Input>
  <!--  If true (non-zero) we flip the input images around the horizontal axis.-->
  <Input_FlipAroundHorizontalAxis>0</Input_FlipAroundHorizontalAxis>
  
  <!-- Time delay between frames in case of camera. -->
  <Input_Delay>100</Input_Delay>	
  
  <!-- How many frames to use, for calibration. -->
  <Calibrate_NrOfFrameToUse>25</Calibrate_NrOfFrameToUse>
  <!-- Consider only fy as a free parameter, the ratio fx/fy stays the same as in the input cameraMatrix. 
	   Use or not setting. 0 - False Non-Zero - True-->
  <Calibrate_FixAspectRatio> 1 </Calibrate_FixAspectRatio>
  <!-- If true (non-zero) tangential distortion coefficients  are set to zeros and stay zero.-->
  <Calibrate_AssumeZeroTangentialDistortion>1</Calibrate_AssumeZeroTangentialDistortion>
  <!-- If true (non-zero) the principal point is not changed during the global optimization.-->
  <Calibrate_FixPrincipalPointAtTheCenter> 1 </Calibrate_FixPrincipalPointAtTheCenter>
  
  <!-- 輸出標定後的內參/外參以及其他引數的文件名稱路徑The name of the output log file. -->
  <Write_outputFileName>"out_camera_vt.xml"</Write_outputFileName>
  <!-- If true (non-zero) we write to the output file the feature points.-->
  <Write_DetectedFeaturePoints>1</Write_DetectedFeaturePoints>
  <!-- If true (non-zero) we write to the output file the extrinsic camera parameters.-->
  <Write_extrinsicParameters>1</Write_extrinsicParameters>
  <!-- If true (non-zero) we show after calibration the undistorted images.-->
  <Show_UndistortedImage>1</Show_UndistortedImage>
 
</Settings>
</opencv_storage>
 

參考【1】 【2】

因為據說使用Matlab的工具箱進行標定會比較準確，所以計劃對比測試兩種標定方式；

2.Matlab Calibration

參考【3】 【4】

首先下載toolbox_calib.zip，在【3】中有下載連結；解壓之後放在工作目錄下，同時跟隨【4】進行標定，敘述很詳盡；

但因為內容較多，現簡略敘述：

2.1 啟動標定工具箱

執行calib.m，選擇影象載入模式

當影象量大且多時需要使用第二種方式；此處選擇標準模式為例：

2.2 載入影象

進入影象所在目錄，然後點選Image names按鈕

首先輸入標定影象序列的名稱字首（不包含數字序號）如上方式，然後選擇格式；ok；

2.3 提取角點

點選Extract grid corners按鈕，在命令視窗如下述

直接回車，將選擇預設模式；視窗的大小為11×11，然後在對每一幅測試圖檔進行手動設定最外圍的四個角點

按逆時針順序進行選擇

此時需要設定每個小方格在現實世界中的寬高，以便隨後角點的自動選擇；

此處設定為30mm×30mm；只需第一次設定；

然後每一幅影象都需要設定外圍的四個角點，這樣會不會手痠？？？

若已經做過一次，可點選load選項，會自動載入Calib_Results.mat中的角點資訊；

2.4 標定

在所有的圖檔都已經角點提取完畢之後，點選Calibration進行標定；

說明

A. 通過Recomp. corners按鈕提高標定精確度；

B. Analyse error展示角點誤差分佈，用滑鼠左鍵點選後，在命令視窗可直接顯示該點資訊；

C.Add/Suppress images 去除不需要的圖檔；

D. Show Extrinsic模擬每幅影象採集時的相對相機的位置角度；

其他的慢慢探索，文件【3】【4】相當詳細；

為便於後續查詢，也上傳一份toobox及圖檔；下載地址

4.Halcon標定步驟

【5】 方法一