双目相机标定图片拍摄规范

双目相机标定图片拍摄规范

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前言

相机标定是进行视觉测量和定位的基础工作之一，标定参数准确与否直接关系到整个系统的精度，标定结果将影响后续进行其他解算。笔者根据自己在双目相机项目中的标定经验，和网络上查询到的大家对标定图片采集的意见进行了总结，现分享如下：

一、双目相机的布置

（1）要保证两个相机都是水平放置的，要固定在同一基准平面上，不能让相机有翻滚角，必须保证相机的Y坐标是水平对齐的。

（2）要保证两个相机的光轴是平行的，即左右相机镜头的朝向一致。不然图像中远处的靶标的像素坐标将产生较大偏移，这会使双目相机在深度-视差映射后，得到的深度不准确，远近分不清。

（3）上图是一个错误示范。从门的角度可以看出，一个相机没水平。同时标定板的角度可以看出，两个相机的光轴也没平行。并且，左右相机还对应反了（这个没什么影响）。

二、标定板的选用

（1）标定板一般选择棋盘格标定板，这类标定板不同尺寸和大小的有很多，我们要根据自己的需要，如相机的视场、图像分辨率、工作距离等要求去选择。标定板通常要求在画面中占据1/4至1/2左右，根据这个标准，去选择合适尺寸的标定板。

（2）棋盘格的参数有两个，第一个是规格，如：8×5。第二个是单元格的尺寸，如：80mm。需要注意，如果选择MATLAB或OpenCV进行标定，这两种工具，主要检测内角点，因此棋盘格的规格就是：（“实际的黑白格行数”-1）×（“实际的黑白格列数”-1）。具体如下图，例如这个棋盘格看着是9×6，其实是8×5的，数已经检测出来的角点数，也可以对应出来。

（3）标定板打印时，最好选择高精度的打印机，感觉打印的比较好。同时，标定板在标定过程中需要保持平整，因此常将标定板打印为那种可以背面粘贴的，粘贴至硬板上，如KT板。但我个人认为KT板也比较软，表面也不够平整，可以粘贴至木板、钢板上。实验室现在是粘贴至雾化处理的玻璃上，表面很平整，同时玻璃也不透光。打印的纸材也要选择反光不那么强的纸材。

三、图片采集的规范

（1）标定图片的数量通常在20~30张之间，图像数量太少，容易导致标定参数不准确。

（2）标定板的成像尺寸应大致占整幅画面的1/4至1/2左右。但标定板在画面中必须完整，要完整的检测出所有角点。

（3）选择合适光源对标定板进行打光，保证标定板的亮度足够且均匀，并且不会出现过曝等反光情况。

（4）标定的时候在上图五个部分都应该进行标定板图像的采集，且在四个象限与中间的位置，不止需要正着拍摄标定板还需要再扭转2种角度，这样就至少有15组图像了。使标定板在图像的角，是为了更好的验证相机的径向畸变（桶形畸变与枕形畸变）。

（5）标定的时候要注意相机的工作距离，以我标定的双目相机为例，工作的距离是2m至8m，那么2m和8m处的标定图像也一定要采集到。我主要关心的工作距离是6m左右，那么我在6m距离采集的图像会多一些，占图像比例会大一些。

四、进行标定的软件（选看）

（1）标定软件我一般选用MATLAB或OpenCV，目前看来，我觉得MATLAB标定更简单，也标定的更加准确？但是利用OpenCV能够好的结合我后续的一些算法进行实验。

（2）MATLAB标定同样有两种方法，一种自动导入图像即可，一种需要手动选择角点，这两种方法的标定结果会有一些差别。我的老师认为手动选择角点的误差有点大，我自己是觉得手动的很麻烦，而且自动标定的结果，目前看来也比较准确，因此推荐自动标定。直接命令行输入：stereoCameraCalibrator进入标定模块。

五、靶标布置（选看）

（1）选择一些可以在图像中快速检测出来的靶标，打印出来，在标定后，可以进行靶标检测。通过匹配检测到的靶标结算点，省去对整幅图像进行立体匹配，然后计算视差和深度，验证双目相机的工作效果。

（2）靶标建议布置在左右两相机连线的中垂线上，这样对于左右相机来说，图像质量和距离比较平均，算出来的值也比较好。

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总结

双目相机的标定真的很重要，好的标定结果得来不易，尤其对于自己设计的相机系统，相机的标定是开展任务的第一步，需要认真准备。