matlab-双目标定及场景重建

一时失言乱红尘 2022-07-13 00:25 458阅读 0赞

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# http://www.mathworks.cn/cn/help/vision/ug/stereo-vision.html    #

介绍matlab相机标定的网站：http://www.vision.caltech.edu/bouguetj/calib\_doc/，里面有matlab标定工具箱的下载链接。

标定板下载：http://www.vision.caltech.edu/bouguetj/calib\_doc/htmls/own\_calib.html

# 注意事项： #

1、matlab2014a只能对单个相机标定

MATLAB相机标定工具箱 MATLAB二维相机标定的解决方案 calibration  
[http://www.ilovematlab.cn/thread-267670-1-1.html][http_www.ilovematlab.cn_thread-267670-1-1.html]  
(出处: MATLAB中文论坛 )

2、matlab工具箱生成的单个相机参数放在cameraParams下，

而双目的标定的输出是stereoParams。

# 1、双目立体相机标定：estimateCameraParameters(imagePoints,worldPoints) #

## 目的： ##

标定每个相机的内参，以及第二个相机相对于第一个相机的平移和旋转。

标定的参数可以用来校正立体像对，使极线平行。

步骤：

从不同角度拍摄标定板，不要使用压缩存储的格式如PNG，可以用JPEG。

通常用不对称的棋盘作为标定板，放在你想测量物体的距离。

*  Specify Calibration Images
 *  Try to Detect Checkerboards（可以用imtool或imrect来查看需检测的区域，把干扰区域像素设为0）

im(3:700, 1247:end, :) = 0;

*  Detect Checkerboards in the Modified Images这一步matlab2014提供了detectCheckboardPoints(images1,images2)函数，直接检测棋盘的角点。
 *  Calibrate the Stereo Camera System：标定的结果输出在stereoParams结构体中，里面包含了所有相机标定的内外参数，如旋转矩阵R、平移向量T等。2014直接提供了标定函数estimateCameraParameters(imagePoints,worldPoints)，很强大！

# 2、立体像对校正：rectifyStereoImages(I1,I2,stereoParams) #

# 把2维图像中寻找对应点，转换为1维。 #

2014版直接提供了校正的函数：rectifyStereoImages(I1,I2,stereoParams)

# % Read in the stereo pair of images. I1 = imread('sceneReconstructionLeft.jpg'); I2 = imread('sceneReconstructionRight.jpg'); % Rectify the images. \[J1, J2\] = rectifyStereoImages(I1, I2, stereoParams); % Display the images before rectification. figure; imshow(cat(3, I1(:,:,1), I2(:,:,2:3)), 'InitialMagnification', 50); title('Before Rectification'); % Display the images after rectification. figure; imshow(cat(3, J1(:,:,1), J2(:,:,2:3)), 'InitialMagnification', 50); title('After Rectification'); #

#    3、计算视差：disparity函数 #

视差——对应点之间的距离。

这个disparity视差函数有讲究，包含SAD块匹配和半局匹配semi-global block matching,
    %半全局匹配（默认）还考虑了相邻块之间的视差

# disparityMap = disparity(rgb2gray(J1), rgb2gray(J2)); figure; imshow(disparityMap, \[0, 64\], 'InitialMagnification', 50); colormap('jet'); colorbar; title('Disparity Map');     4、重建三维点云：reconstructScene(disparityMap,stereoParams) #

用第3步生成的视差图和第1步生成的相机标定参数重建三维点云。

pointCloud = reconstructScene(disparityMap, stereoParams);
    
    % Convert from millimeters to meters.
    pointCloud = pointCloud / 1000;

# 5、三维场景可视化 #

每一个颜色通道需要分别画三维点图，循环RGB三色通道。可以通过rgb2ind把彩色图像转换为灰度图。

% Reduce the number of colors in the image to 128.
    [reducedColorImage, reducedColorMap] = rgb2ind(J1, 128);
    
    % Plot the 3D points of each color.
    hFig = figure; hold on;
    set(hFig, 'Position', [1 1 840   630]);
    hAxes = gca;
    
    X = pointCloud(:, :, 1);
    Y = pointCloud(:, :, 2);
    Z = pointCloud(:, :, 3);
    
    for i = 1:size(reducedColorMap, 1)
        % Find the pixels of the current color.
        x = X(reducedColorImage == i-1);
        y = Y(reducedColorImage == i-1);
        z = Z(reducedColorImage == i-1);
    
        if isempty(x)
            continue;
        end
    
        % Eliminate invalid values.
        idx = isfinite(x);
        x = x(idx);
        y = y(idx);
        z = z(idx);
    
        % Plot points between 3 and 7 meters away from the camera.
        maxZ = 7;
        minZ = 3;
        x = x(z > minZ & z < maxZ);
        y = y(z > minZ & z < maxZ);
        z = z(z > minZ & z < maxZ);
    
        plot3(hAxes, x, y, z, '.', 'MarkerEdgeColor', reducedColorMap(i, :));
        hold on;
    end
    
    % Set up the view.
    grid on;
    cameratoolbar show;
    axis vis3d
    axis equal;
    set(hAxes,'YDir','reverse', 'ZDir', 'reverse');
    camorbit(-20, 25, 'camera', [0 1 0]);

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20140609

1、打开E:\\matlab\\3D reconstruction\\TOOLBOX\_calib里的calib\_gui.m，运行，

打开E:\\matlab\\3D reconstruction\\TOOLBOX\_calib\\calib\_example里的文件，

校正左图，将校正后文件存为Calib\_Results\_left.mat；再校正右图，将校正后文件存为Calib\_Results\_right.mat。

打开E:\\matlab\\3D reconstruction\\TOOLBOX\_calib里的stereo\_gui.m进行双目标定。

2、E:\\matlab\\1programEllipse3D\\My3FindEllipses20140502.m提取左图各椭圆中心

My3FindEllipses20140502\_rightPic.m提取右图各椭圆中心

3、E:\\matlab\\1programEllipse3D\\MyEllipses3Dzuobiao.m恢复三维坐标

[Link 1]: http://blog.csdn.net/sunbright/article/details/24499289
[http_www.ilovematlab.cn_thread-267670-1-1.html]: http://www.ilovematlab.cn/thread-267670-1-1.html