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使用单摄像机校准器应用

相机校准器概述

您可以使用相机校准器应用估计相机intrinsic、外在和镜头畸变参数。您可以使用这些相机参数的各种计算机视觉应用。这些应用程序,比如把透镜畸变的影响从一个图像,测量平面物体,或者从多个摄像头重建三维场景。

所使用的校准功能的套件相机校准器应用程序提供相机校正的工作流程。您可以使用这些函数直接在MATLAB中^®工作区。函数的列表,请参阅摄像机标定。

工作流图;准备图片、添加图片、校准、评估改善,出口。

遵循这个工作流来调整你的相机使用应用程序。

准备图片,相机,和校准模式。
添加图片和选择标准或鱼眼相机模型。
校准相机。
评估校准精度。
调整参数以提高准确性(如果需要)。
导出参数对象。

如果默认值很好地工作,那么您不需要做任何调整之前出口参数。

选择一个校准模式

的相机校准器应用程序金宝app支持棋盘,圆网格,和自定义检测器模式。有关这些模式和PDF文件包含打印的模式,看看校准模式。

捕捉校准图片

最佳校准结果,使用10至20的图像校准模式。校准器至少需要三个图像。使用PNG等未压缩图像或无损压缩格式。校准模式和相机的设置必须满足一组需求与校准器。对相机设置和获取更多的细节图片,明白了准备相机,捕捉图像。

使用相机校准器的应用

打开应用程序

MATLAB将来发布:应用程序选项卡,图像处理和计算机视觉部分,单击相机校准器图标。
MATLAB命令提示:输入cameraCalibrator

添加图片并选择相机模型

开始校准,你必须添加图片。您可以添加保存图像从一个文件夹或添加图片直接从相机。校准器分析图像,以确保它们满足校准器要求。然后校准器检测theselected模式的点。相机设置和获取图像细节,请参阅准备相机,捕捉图像。

从文件添加图片

获得生活的图片

你可以从摄像头获取生活图像使用MATLAB摄像头的支持。金宝app要使用该功能,您必须安装MATLAB为金宝appUSB摄像头支持包。添加生活图片,遵循这些步骤。

在校准选项卡,文件部分中,点击添加图片,然后选择从相机。
这将打开相机选项卡。如果只有一个网络摄像头连接到你的系统,应用程序选择它在默认情况下,实时预览窗格中打开。如果你有多个摄像头连接,想用另一个比默认选择的相机相机列表。
(可选)的相机设置属性来控制图像。选择相机属性打开相机属性对话框选择的相机。可用的属性取决于你的设备。
使用滑块和列表改变可用的属性设置。预览窗格中动态更新当你改变设置。当你完成设置属性,单击对话框外的任何地方将它。
输入一个位置保存获得的图像文件保存的位置盒子。你可以输入一个文件夹或使用之路浏览按钮。你必须允许写入指定的文件夹。
设置采集参数。
- 设置图像捕获之间的秒数,使用捕捉间隔(秒)箱或滑块。默认值是5秒,最小1其次,最大60秒。
- 设置图像捕捉的数量,使用图像捕捉的数量箱或滑块。默认值是20.图片,最低2图片和最大One hundred.图像。
缺省配置捕获共有20个图像,每5秒。
预览窗格中显示了现场的RGB图像流数据。调整任何设备属性和捕捉设置后,使用预览窗口作为指导排队摄像机获取的模式要捕捉图像。
选择捕获。应用程序捕获指定数量的图片,和快照中出现的缩略图数据浏览器窗格。自动命名为增量,捕获. png文件。
你可以停止前的图像捕获指定数量的图像被选择停止捕获。
当你捕获的图像模式,指定数量的图像捕获后,应用程序显示图像和模式属性对话框。选择校准模式图像和指定的模式属性。点击好吧。
然后应用程序计算并显示检测结果。
将检测结果对话框中,点击好吧。
当你已经完成了收购现场图片,选择关闭关闭图像捕获相机选项卡。

添加图片后,图片和模式会话属性对话框,出现了。在校准器可以分析校准模式之前,您必须选择校准模式检测和设置图像属性的模式结构。为更多的细节在这个对话框中,看到的选择校准模式和设置属性。

分析图像

查看图像和检测到的点

校准

一旦你满意接受图片,在校准选项卡上,选择校准。默认的校准设置使用一组最小的相机参数。首先运行校准使用默认设置。在评估结果后,你可以尝试提高校准精度通过调整设置或添加或删除图片,然后再次校准。如果你切换标准和鱼眼相机模型,您必须调整。

鱼眼相机模型校准,请参阅鱼眼校正基础知识。

标准的相机模型校准算法假定一个针孔相机模型:

$w (\begin{matrix} x & y & 1 \end{matrix}] = (\begin{matrix} X & Y & Z & 1 \end{matrix}] (\begin{matrix} R \\ t \end{matrix}] K$

(X,Y,Z)- - -世界的坐标点。
(x,y)——图像像素对应的像点的坐标。
w——任意的齐次坐标比例因子。
K-相机内在矩阵,定义为:

$(\begin{matrix} f_{x} & 0 & 0 \\ 年代 & f_{y} & 0 \\ c_{x} & c_{y} & 1 \end{matrix}]$

坐标(c_x,c_y)代表光学中心(主点),以像素为单位。当x- - -y相互重合是完全垂直,斜参数,年代,等于0。矩阵的元素被定义为:
- f_x=F*年代_x,用像素表示。
- f_y=F*年代_y,用像素表示。
- F是世界的焦距单位,通常用毫米表示。
- 年代_x和年代_y每个世界的像素数量单位的吗x- - -y,分别。
R——代表相机的三维旋转矩阵。
t——翻译的相机相对于世界坐标系统。

摄像机标定算法估计的内在参数的值,非本征参数,畸变系数。相机校正包括以下步骤:

解决intrinsic和外在在封闭形式,假定透镜畸变为零。[1]
所有参数同时估计,包括变形系数,利用非线性最小二乘最小化(Levenberg-Marquardt算法)。使用前一步的封闭的解作为初始估计intrinsic和外在的。设置的初始估计失真系数为零。[1][2]

评估校准结果

你可以评估校准精度通过检查reprojection错误,检查相机外在,或查看无畸变的图像。最佳校准结果,使用这三种方法的评价。

摄像机标定结果,显示无畸变的图像,reprojection错误图表,相机外在图

检查Reprojection错误

检查外部参数可视化

视图不失真图像

提高校准

提高校准,可以消除误差高图像,添加更多的图片或修改校准器设置。

考虑添加更多的图片如果:

你有少于10图像。
校准模式不包括足够的图像帧。
没有足够的校准模式取向的变化对相机。

考虑删除图片,如果图片:

有一个高的意思是reprojection错误。
都是模糊的。
包含一个校准模式在一个角度大于45度相对于相机平面。
错误检测校准模式。

出口相机参数

当你满意你的校准精度,选择出口相机参数对于标准的相机模型或出口相机参数鱼眼相机模型。您可以导出相机参数对象的MATLAB工作区或MATLAB脚本生成相机参数。

出口相机参数

生成MATLAB脚本

引用

[1],z“灵活的摄像机标定的新技术。”IEEE模式分析与机器智能。22日,没有。(2000年11月11日):1330 - 34。https://doi.org/10.1109/34.888718。

[2]么,J。,O. Silven. “A Four-step Camera Calibration Procedure with Implicit Image Correction.” InIEEE计算机学会学报计算机视觉与模式识别会议。1106 - 12所示。波多黎各的圣胡安:IEEE第一版。Soc, 1997年。https://doi.org/10.1109/CVPR.1997.609468。

大卫。[3]Scaramuzza,阿戈斯蒂诺•马蒂内利和罗兰Siegwart。“一个工具箱容易校准全向相机。”In学报IEEE国际研讨会于2006年智能机器人和系统(2006年——),5695 - 701。北京,中国:IEEE 2006。https://doi.org/10.1109/IROS.2006.282372

[4]城市,史蒂芬,Jens Leitloff和斯蒂芬·海因茨。“改善广角鱼眼,全向相机校准。”ISPRS《摄影测量与遥感108(2015年10月):72 - 79。https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2015.06.005。

另请参阅

使用单摄像机校准器应用

相机校准器概述

选择一个校准模式

捕捉校准图片

使用相机校准器的应用

打开应用程序

添加图片并选择相机模型

校准

评估校准结果

提高校准

出口相机参数

引用

另请参阅

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