【标定工作】笔记记录:校准最佳实践

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关键词: 单目相机、 双目相机、标定板、标定事项、标定误差

前言

  最佳忙于深度检测工作,对相机的内参进行标定是一件非常重要的事情,为了解决好对标定误差的进行控制在更小的范围内,这里我们采用MATLAB的标定工具箱进行标定(实测:MATLAB > OPENCV)。为了控制误差,经过我一番搜索,发现有一份宝藏说明,特将其翻译至此供需要的人学习。

引用部分

  在大多数机器和计算机视觉任务中,精确的校准对于性能至关重要。以下列出了我们通过广泛的实验和理论考虑发现的最佳实践。

  1. 选择正确的尺寸校准目标。足够大,可以适当地约束参数。理想情况下,当在相机图像中正面平行时,它应该至少覆盖总面积的一半。
  2. 在最终应用的大致工作距离 (WD) 处执行校准。相机应在此距离对焦,并且在校准期间或校准后不得更改镜头焦距和光圈。
  3. 目标应具有较高的特征计数。最好使用精细的图案。但是,在某些时候,检测鲁棒性会受到影响。我们的建议是对 3MPx 以上的相机使用精细图案计数,并且如果照明得到控制且良好。
  4. 从不同的区域和倾斜度收集图像。移动目标以完全覆盖图像区域,并实现均匀覆盖。从正面平行图像中可以正确确定镜头畸变,但焦距和主点估计取决于观察透视缩短。包括正面平行图像,以及在板子在水平和垂直方向上倾斜高达 +/- 45 度时拍摄的图像。倾斜更多通常不是一个好主意,因为特征定位的准确性会受到影响,并且可能会产生偏差。
  5. 使用良好的照明。这一点经常被忽视,但非常重要。校准目标最好通过受控摄影照明进行漫射照明。强点光源会导致照明不均匀,可能导致检测失败,并且不能很好地利用相机的动态范围。阴影也可以做同样的事情。
  6. 有足够的观察结果。通常,应对校准目标的至少 6 个观测值(图像)进行校准。如果使用高阶相机或畸变模型,则更多的观察结果是有益的。
  7. 考虑使用唯一编码的目标,例如 CharuCo 板。这些使您能够从相机传感器和镜头的边缘收集观察结果,从而很好地限制失真参数。此外,即使某些特征点不满足其他要求,它们也允许您收集数据。
  8. 校准的准确度取决于所使用的校准目标。仅使用激光或喷墨打印目标进行验证和测试。
  9. 正确安装校准目标和相机。为了尽量减少变形和在较大目标中弯曲,请将它们垂直安装,或平放在刚性支架上。在这些情况下,请考虑移动相机而不是目标。使用高质量的三脚架,并避免在采集过程中触摸相机。
  10. 删除不良观测值。仔细检查重投影误差。每个视图和每个功能。如果其中任何一个显示为异常值,请排除它们并重新校准。
  11. 获得低再现误差并不等于良好的相机校准,而只是表明所提供的数据/证据可以用所使用的模型来描述。这可能是由于过拟合造成的。参数不确定性表示所选相机模型受到约束的程度。
  12. 分析各个重投影误差。它们的方向和大小不应与位置相关,即它们应该在所有方向上混乱地指向。Calib.io 的相机校准器软件提供强大的可视化功能,用于调查重新投影的误差。

遵循这些做法应确保尽可能进行最准确和精确的校准。