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matlab相機(jī)標(biāo)定工具箱使用說明

用VS2012+OpenCV2.4.6寫的雙目標(biāo)定的程序（其實(shí)就是跑的Samples），實(shí)驗(yàn)結(jié)果一直很不理想，查看很多Blog，說可以先用MATLAB標(biāo)定工具箱獲得extrinsics和intrinsics矩陣，然后作為輸入?yún)?shù)再讀到OpenCV的stereoRectify函數(shù)，進(jìn)而就可以Match了。這里，分享一下我做MATLAB標(biāo)定的過程：

一、環(huán)境配置

1.解壓MATLAB標(biāo)定工具箱至某個(gè)文件夾，默認(rèn)為：TOOLBOX_calib，將之存放在MATLAB\R2010b\toolbox下（個(gè)人喜歡，也可以放其他位置）。

2.運(yùn)行Matlab并添加文件夾TOOLBOX_calib的位置到matlab路徑path中，具體操作為：File->Set Path->Add Folder To Path，然后找到剛剛存放的文件夾TOOLBOX_calib，save一下就OK了。

二、文件配置

將所有要標(biāo)定的棋盤圖放到文件夾TOOLBOX_calib里.m文件所在的目錄下（個(gè)人喜歡將左右相機(jī)的圖片命名為left01.jpg和right01.jpg等的形式，看著舒服，也和后面要講的標(biāo)定結(jié)果保存對應(yīng)起來），OK，萬事俱備，準(zhǔn)備開動(dòng)了。

三、單目標(biāo)定

1.在Matlab命令行窗口中輸入calib_gui

2.選擇Standard

3.點(diǎn)擊Image names，命令行窗口會(huì)提示你輸入圖片的basename以及圖片的格式（比如你圖片文件名是right01, right02, …, right12，basename就是right，圖片格式如：jpg），然后Matlab會(huì)自動(dòng)幫你讀入這些圖片

4.然后再回到主控制界面，點(diǎn)擊Extract grid corners，提取每幅圖的角點(diǎn)。點(diǎn)擊完后，命令行會(huì)出現(xiàn)如下提示，主要是讓你輸入棋盤角點(diǎn)搜索窗口的大小。如果窗口定大一點(diǎn)的話提取角點(diǎn)會(huì)比較方便點(diǎn)，即便點(diǎn)得偏離了也能找到，但也要注意不能大過一個(gè)方格的大小。這些選項(xiàng)，都只要敲回車選用默認(rèn)設(shè)置就可以了。

5.繼上步Enter敲完后，跳出第一幅棋盤格圖，按順時(shí)針或是逆時(shí)針方向分別點(diǎn)選棋盤格的最外面的四個(gè)內(nèi)格點(diǎn)，程序會(huì)自動(dòng)檢測出其余的角點(diǎn)。

6.在選完四個(gè)角點(diǎn)后，程序會(huì)在命令行窗口提示你輸入標(biāo)定板棋盤的size，輸入你棋盤格的實(shí)際大小就行，比如我的棋盤格是24mm，就輸入24。這步事實(shí)上相當(dāng)關(guān)鍵，它定義了空間的尺度，如果要對物體進(jìn)行測量的話，這步是必須的。Ender后同時(shí)得到角點(diǎn)檢測結(jié)果圖。

7.繼續(xù)命令行窗口按Ender選擇默認(rèn)項(xiàng)，跳出新的標(biāo)定板圖像，同樣的方法，如此反復(fù)，檢測角點(diǎn)完12幅左視圖。

8.檢測完所有的圖像后，點(diǎn)擊Calibration，開始攝像頭標(biāo)定。

9.標(biāo)定完成后，可以進(jìn)行各種結(jié)果的可視化觀察。由Show Extrinsic得的結(jié)果圖可見相機(jī)與標(biāo)定板的距離約為1000mm左右，且其中各種顏色標(biāo)定板對應(yīng)Analyse Error的結(jié)果圖的各種誤差結(jié)果，其中，紅色的（對應(yīng)第2幅標(biāo)定板圖像）的誤差較大，部分角點(diǎn)提取有問題（這是當(dāng)時(shí)選角點(diǎn)時(shí)我故意選得偏離了一些，驗(yàn)證一下）。

11.左攝像頭標(biāo)定的方法與右攝像頭相同，生成的Calib_Result.mat之后，將其改名為Calib_Result_left.mat就可以了。

四、雙目標(biāo)定

1.左右攝像頭都標(biāo)定完成之后，就可以開始立體標(biāo)定了。在Matlab命令行中鍵入stereo_gui啟動(dòng)立體標(biāo)定面板。

2.點(diǎn)擊Load left and right calibration files，在命令行窗口中會(huì)提示你分別填寫左右自標(biāo)定的結(jié)果，如果你按上面的文件名保存方式的話，直接Ender選擇默認(rèn)的文件名(Calib_Result_left.mat和Calib_Result_right.mat)，或是填寫你自己保存的文件名。

3.Load成功后，就可以開始Run stereo calibration了，run之后的結(jié)果如下圖所示，左右攝像頭的參數(shù)都做了修正，并且也求出了兩個(gè)攝像頭之間的旋轉(zhuǎn)和平移關(guān)系向量(om和T)。從結(jié)果可以看出左右相機(jī)的Focal Length相差還是蠻大的，不知這對后續(xù)的視差圖等計(jì)算影響如何（怎么調(diào)整兩個(gè)攝像機(jī)的焦距相同也是個(gè)問題）。

4.run成功后，就可以看標(biāo)定的結(jié)果了。同樣可以直觀的看出相機(jī)的相對位置相差很大。

圖4.圖3的俯視圖

5.還可以通過Rectify the calibration images按鈕，得到糾正后的所有棋盤格圖片，可以直接讀入OpenCV中進(jìn)行Match了。當(dāng)然，你需要對其他物體或是想實(shí)時(shí)得到視差圖，還得將互標(biāo)定結(jié)果寫到OpenCV函數(shù)調(diào)用時(shí)支持的格式。

五、問題探討

1.相機(jī)的焦距是否應(yīng)該保持一致？

答：答案是應(yīng)該肯定的。因?yàn)樵诤罄m(xù)的視差圖轉(zhuǎn)換為三維圖時(shí)的Q矩陣只有一個(gè)f值。所以必須要求至少焦距相近。而且立體成像的三角測量（Learning OpenCV書中提到）的前提假設(shè)就是fl=fr。不知道理解的對不對。

2.怎么調(diào)整兩個(gè)攝像機(jī)的焦距相同？

答：a.離兩個(gè)相機(jī)相同遠(yuǎn)處放置標(biāo)定板（可以將兩個(gè)相機(jī)放置在一起以打到這個(gè)效果），分別調(diào)節(jié)兩個(gè)相機(jī)的焦距，使得兩個(gè)畫面的清晰度相似。（這是我咨詢大恒圖像的技術(shù)支持的結(jié)果）

b.我覺得這樣肯定還是不行，可以再微調(diào)，就是標(biāo)定一次得一個(gè)焦距，再微調(diào)一下，再測，這樣就會(huì)很麻煩。

不知有沒有更好的方法?？戳撕芏郆log，沒看到涉及這塊的，不知道大家都是怎么解決的。