利用matlab工具箱进行双目标定

一、准备工作

• 1 下载工具包TOOLBOX_calib Download Page
• 2 解压TOOLBOX_calib 文件夹至 D:\MATLAB\R2014b\toolbox 路径，并在matlab中添加路径。
  
• 3 准备标定板 Download Page，采集数据。
  一般的，标定板越大越好。将标定板摆在相机可视的范围内，每拍一张照片，标定板换一个位置和朝向。采集棋盘图的时候要注意，尽量让棋盘占据尽可能多的画面，这样可以得到更多有关摄像头畸变方面的信息。棋盘图不能动，此时从左右摄像头各采集一副图片保存。
  

二、相机标定

• 1 启动相机标定工具箱
  matlab进入图像目录，输入命令calib_gui 15 到 20 张照片可以选择 Standard 模式,当图像量大且多时需要用 Memory efficient 模式
• 2 载入图片
  点击 Image names 按钮，依次输入标定图像序列的名称前缀（不包含数字序号），图片格式。
  
  3 提取角点
  点击 Extract grid cornder 按钮
  
  1）输入需要处理的图片数目，默认回车为刚才导入的全部图片
  2）选择默认的 corner finder 窗口大小（就是十字光标），wintx=winy=5, 比较合适。光标的大小恰好是 11X11 个像素。
  3）角落提取引擎含有自动计算方块个数的系统。这个引擎特别适合多图像的情况。避免了在 X 方向和 Y 方向手动输入方块个数的麻烦，默认使用自动方块检测机制。
  然后会弹出第一幅图片让你用鼠标选定四个角点，第一个点会作为原点，一般位于左上角，其他三个点选择顺序不重要，不过还是建议按顺时针选取（为标定方便，我们未将最外层的方格包括在内）
  
  第一幅图片读完后，输入每个小方格在现实世界中的宽高，以便随后角点的自动选择，实验过程中设定为 30mm×30mm，只需第一次设定。程序会自动计算方块的数量和角点（X 方向和 Y 方向），并且显示出来。
  
  接下来看 Matlab 命令行的提示，如果预测的角点接近真实图片上的角点，那么接下来的步骤可以省略（如果没有太大的图像变形的话）。现在预测的跟实际很接近，不需要通过键入径向畸变系数（radial distortion coefficient）来 “帮助” 软件。按下 “回车键”，角点自动被提取出来。
  
  对剩下的每一幅图像都进行上述角点提取操作，（第一次标定必须很麻烦的一幅一幅的操作，若已经做过一次，可点击 load 选项，会自动载入 Calib_Results.mat 中的角点信息，这个信息在第一次标定时会生成，后面会讲到）

• 4 实施标定
  完成角点提取后，点击校正工具箱上的 Calibration 按钮来运行主要校正步骤。
  初始化步骤计算校正参数的封闭解，不包括任何镜头失真（程序名称：init_calib_param.m）。非线性最优化步骤使所有参数的二次投影误差最小（9 个内部自由度（DOF）：焦点，投影中心，失真系数，和 6X20 个外部自由度，一共 129 个参数）
  
  说明
  A. 通过 Recomp. corners 按钮提高标定精确度；
  B. Analyse error 展示角点误差分布，用鼠标左键点击后，在命令窗口可直接显示该点信息；
  
  C. 点击 Reproject on images 按钮用计算出来的参数投影到图像。这些投影是基于当前的内部参数和外部参数。二次投影误差同样显示如下：
  
  D: 点击工具箱上的 Show Extrinsic。外部参数（网格对于摄像机的相对坐标，即摄像机坐标系）将显示出来：
  
  回头看一下误差图表，发现有一些二次误差很大。原因是我们没有在一些失真较大的图像上仔细提取角点（一个较好的工作是用预测失真选项）。无论如何，我们可以自动重新计算所有图像角点。方法是：点击 Recomp.corners 按钮，选择新的角点检测大小，wintx=winty=5, 再点击 Calibration 按钮运行一次。查看重投影误差，明显减小。
  
• 5 保存标定结果
  最优化完成后，点击 Save 按钮来保存校正的结果, 得到的相机参数存储在 Calib_results.mat 文件中，为了后续方便将文件名字改写为 Calib_Result_left.mat.
• 6 同样方式标定右摄像机
  分别生成 Calib_Results_left.mat 和 Calib_Results_right.mat 两个文件

三、双目标定

• 1 启动相机标定工具箱
  输入命令stereo_gui
• 2 导入左右相机标定结果
  选择 Load left and right calibration files 按钮，如果是按照上面两个文件命名的，敲两次回车（Enter）
  
• 3 双目标定
  点击 Run stereo calibration 按钮。
  
  点击 Show Extrinsics of stereo rig 显示照片与摄像头的关系图，如图所示两个摄像头前向平行并在一条直线上，两个摄像头之间的距离为 60mm 与实际情况相符。