北航机器视觉摄像机标定实验报告

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1、摄像机标定实验一、实验目的1.掌握图像坐标系、摄像机坐标系和世界坐标系的定义及相互之间的变换关系，掌握摄像机透视投影原理及模型；2.了解摄像机标定的意义，掌握基于自由移动平面靶标的摄像机标定原理；3.了解摄像机镜头光学畸变模型，掌握摄像机镜头径向畸变校正原理和实现方法；4．学习使用MATLAB工具箱进行摄像机参数标定，精度评价以及畸变校正。二、实验软件平台MATLAB(R2014a,64bit)，摄像机标定工具箱TOOLBOX_calib。三、实验内容1.先用AutoCAD或者图像编程制作一个方格棋

2、盘黑白靶标，并用打印机打印在A4纸上，贴在某个平整的物面上，然后用摄像机从多个角度拍摄靶标图像7至10幅。2.利用MATLAB工具箱TOOL_BOX对拍摄得到的图像进行摄像机标定，精度分析。四、实验步骤及结果1.下载MATLAB摄像机标定工具箱TOOLBOX_calib（2015年10月14日更新），解压该工具箱。2.使用摄像机从不同角度拍摄9幅方格棋盘黑白靶标的图片，将图片置于解压的工具箱文件夹内3.打开MATLAB软件，将MATLAB的path设置为解压后的TOOLBOX_calib文件夹。在命

3、令窗口输入calib，弹出窗口，选择第一项Standard模式。4.点击Readimages选项读入图片，将事先拍好的9幅靶标图片读入，如下图所示。5.在提取图像进入程序后，我们要对图像提取角点，点击Extractgridcorners，根据提示进行操作。此时程序会弹出图像请用户标出角点，通过选取，得到了下图。之后程序会要求输入每个格子的实际边长，我们打印的是40mm大的格子，输入后得到了程序对每个角点的估计，如下图所示。我们可以发现这张图上边的角点不太准，程序这时问我们需不需要增加畸变系数以使图像

4、角点与程序计算得出的角点相匹配，我们按照提示输入-0.1后，得到下图，匹配的较好。重复以上程序，将九张图全部提取出角点。6.在角点提取完成后，就可以求取标定的摄像机的参数了，点击Calibration按钮，得到标定的参数可以看出，误差均小于0.3，畸变系数也比较小。点击Reprojectonimages按钮，得到像素误差。点击ShowExtrinsic按钮，得到三维空间中摄像机和靶标之间的相对位姿关系，如下图所示。7.点击Recomp.corners按钮，选取Usetheprojectionof3D

5、grid选项重新提取角点，得到新的结果如下图所示。可以看出结果变化很小，说明如果不使用手工提取角点的话，机器对内参的计算的结果不会更加精确了。思考题：在标定过程中会要求设置dX与dY的大小，实际中都为40mm，若在不清楚其大小的时候对标定会有影响么？实际上并不会有影响，因为dX和dY只用于估计摄像机和靶标之间的距离，不影响其相对姿态关系，内参结果不会变化。使用标定工具重新设置dX与dY的大小为50mm，得到的内参如下。可以dX与dY的大小证明对摄像机内参无影响。