ZR300鱼眼镜头使用

ZR300鱼眼镜头使用

ZR300鱼眼镜头模型

在博客Ubuntu 14.04 ZR300驱动安装中，通过example的代码读取得到的相机模型为FTHETA，但是经过大量的搜索，都没找到该模型对应的公式。最后，在librealsense的github的issue里面找到了官方的解释，该模型就是PTAM中使用的ATAN模型。（ROS驱动给出的/camera/fisheye/camera_info中给出的是plomb bob相机模型，这个应该是不对的）

ATAN模型中认为成像点 m m 和光轴 CZ C Z 的距离 cm c m 与直线 CM C M 和光轴 Cz C z 的角度近似成正比（如下图所示）。该模型只有一个参数，即理想鱼眼相机的视场角 ω ω ，因此也将该模型叫做 FOV F O V 模型。该模型的畸变函数为：

rd=1ωarctan(2rutanω2) r d = 1 ω arctan ⁡ ( 2 r u tan ⁡ ω 2 )

以及它的反函数

ru=tan(rdω)2tanω2 r u = tan ⁡ ( r d ω ) 2 tan ⁡ ω 2

对于图像中的某个有畸变的像素点 x x 和 y y ，该点到相机中心的坐标（单位为mm）为

{X=(x−cx)/fxY=(y−cy)/fy { X = ( x − c x ) / f x Y = ( y − c y ) / f y

该点 (X,Y) ( X , Y ) 到光轴的距离为 rd=X2+Y2‾‾‾‾‾‾‾‾√ r d = X 2 + Y 2 。根据公式 ru=tan(rdω)2tanω2 r u = tan ⁡ ( r d ω ) 2 tan ⁡ ω 2 得到去畸变后的距离 ru r u ，从而未畸变的坐标 (Xu,Yu) ( X u , Y u ) （单位为mm）为

{Xu=ruXrdYu=ruYrd { X u = r u X r d Y u = r u Y r d

从而去畸变后的像素坐标 (xu,yu) ( x u , y u ) 为

{xu=Xufx+cxyu=Yufy+cy { x u = X u f x + c x y u = Y u f y + c y

实验结果

基于上面的分析，我动手做了下实验，发现该标定结果还可以，原始图像如下所示

使用上面的原理编写代码，标定结果如下图

上面图像中的纹理是由于没有对图像进行插值造成的，但是可以看到里面的直线还是很直的。