双目立体视觉（3.1）立体标定

在双目测距系统中，立体标定是至关重要的一步。其主要目的是求解双目相机的所有内外参数，这些参数的准确性直接关系到后续的效果，进而影响双目测距的精度。

一、立体标定的重要性

立体标定的核心目标是获取相机的内外参数。内参数包括焦距、主点坐标和畸变参数等，这些参数在相机制造完成后基本固定，无需频繁标定。外参数则包括旋转矩阵 R 和平移向量 T，用于描述相机与场景之间的相对位置关系。

通过标定，我们可以消除相机的畸变，进行立体校正，从而提高视差计算的准确性，最终获得精确的深度图。标定的精度越高，立体校正的效果越好，双目测距的精度也越高。

二、常见的标定方法

1. 传统标定法：使用已知几何尺寸的标定物，通过精确的测量和计算来求解相机参数。这种方法对设备要求较高，操作复杂。

2. 自标定法：利用场景中的几何约束进行标定，无需专门的标定物。这种方法灵活性高，但标定精度相对较低。

3. 主动视觉标定法：通过主动控制相机的运动来获取标定信息。这种方法对设备要求较高，但标定精度较高。

4. 张正友标定法：结合了传统标定法和自标定法的优点，使用二维平面的黑白相间棋盘格作为标定物。通过拍摄多张棋盘格图片，根据图像中的特征点位置和实际标定物的尺寸来求解相机参数。这种方法标定精度高，设备要求低，操作简单，因此被广泛使用。

三、张正友标定法的步骤

张正友标定法的具体步骤如下：

1. 拍摄棋盘格图片：将棋盘格标定物放置在不同位置和角度，拍摄多张图片。

2. 特征点提取：从拍摄的图片中提取棋盘格的角点信息。

3. 建立映射关系：将三维世界坐标系中的棋盘格角点与图像中的角点建立映射关系。

4. 参数求解：使用四对以上对应点建立方程组，通过最小二乘法求解内参数和外参数。

5. 畸变参数计算：求得内参矩阵后，将受到畸变影响的坐标与未受畸变影响的坐标建立映射关系，依据最小二乘法计算畸变参数。

6. 参数优化：通过最大似然估计法对参数进行调整，消除误差模型，最终得到所需的相机参数。