1. 相机标定基础

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前言

普通相机标定的相关内容，比如相机是怎么成像的，为什么要标定？主流标定方案和常用的标定工具有哪些？

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1、 相机如何成像

这部分内容可以看之前的专栏“视觉SLAM基础”里面的相机模型，通过对相机的成像过程进行建模，我们可以清楚的知道，普通相机的成像原理。通过那篇文章我们可知：我们所处的世界是三维的，而相机拍摄的照片却是二维的，成像过程中丢失了场景的深度信息。从数学上可以这样理解，相机类似一个映射函数，将输入场景，通过某种映射法则映射为一张二维图像。

2、相机为什么要去畸变

相机的畸变是因为我们在相机的前面加了透镜来获得更好的成像效果。而透镜的形状或者安装方式会使得进入相机的光线发生变化，这样到达相机感光原件的像素位置就发生了偏移，反映到图像上就是畸变。如图：

2.1. 相机标定原理

相机标定就是使用数学模型和数学方法来近似逼近前述复杂映射函数的过程。之所以说是逼近，原因是数学模型永远无法达到相机成像过程的精确表达。

2.2. 相机标定参数

前面说相机标定就是将相机的整个成像过程用一个数学模型表示出来，那么自然不难想到标定就是为了得到这个数学模型里的一些参数。从相机成像原理中我们得知：

从上面的投影和畸变过程中，假设我们知道世界点和图像中点对应的像素坐标，那么我们可以列出下面这样的式子：



总的过程：

可以明显看出我们要标的参数有 R，t，k，p，fx，fy，cx，cy。

3、相机标定相关

3.1 目前相机标定方案

通过上面的表格，我们可以得出，当前阶段，传统标定比自标定效果好，离线标定比在线标定要好，通过特殊标志物来标定成本低，鲁棒性高。这很容易让我们想到著名的张正友标定法。其仅使用一个规格已知的平面标定板进行标定，制作成本较低，是目前主流的标定方案。

3.2 常用标定工具

（1） Matlab标定工具箱
这是一款非常经典的相机标定工具，它可以很简单的对单目和双目相机进行标定。操作步骤简单易读，还有很好的可视化功能，我们应该可以很容易的通过阅读作者给出的示例来进行标定。如果有困难可以评论区提醒，我操作一下整理成博客。
工具箱地址
相关示例：单目和双目。
（2）OpenCV标定API
OpenCV有现成函数（我想一般不会有人去用这个去单纯做标定，除非在做工程的时候需要集成此功能，调用其对应的API即可）：




如果感兴趣的话，可以尝试去看opencv的相关代码。

4、非常感谢您的阅读！

只是粗略的介绍了相机标定的基础以及标定工具，推荐使用Matlab标定工具箱，他的可视化做的非常好，可以自己按他的示例操作一下。