张正友标定法

张正友标定法是相机标定中常用的一种方法，通过该方法可以实现相机内外参数的标定。

在使用张正友标定法进行相机标定时，需要编写相应的matlab代码来实现算法。

下面将介绍如何使用matlab实现张正友标定法，并给出相应的matlab代码。

1. 准备标定板图像首先需要准备一组包含标定板的图像，标定板上应具有特定的特征点，例如棋盘格。

这些图像将用于计算相机的内外参数。

2. 读取标定板图像使用matlab的imread函数读取准备好的标定板图像，将图像存储为一个cell数组。

```matlabimages = cell(1,N);for i = 1:Nfilename = ['image',num2str(i),'.jpg'];images{i} = imread(filename);end```3. 提取标定板角点利用matlab的detectCheckerboardPoints函数提取标定板图像中的角点坐标，将提取的角点保存到一个cell数组中。

```matlabimagePoints = cell(1, N);for i = 1:NI = images{i};[imagePoints{i}, boardSize] = detectCheckerboardPoints(I); end```4. 标定相机参数使用matlab的estimateCameraParameters函数对提取的角点进行相机参数标定，得到相机的内外参数。

```matlab[cameraParams, imagesUsed, estimationErrors] = estimateCameraParameters(imagePoints, worldPoints,'EstimateSkew', true, 'EstimateTangentialDistortion', true);```5. 查看标定结果可以利用标定得到的相机参数对新的图像进行矫正，并查看标定结果的精度。

张正友标定方法张正友标定方法是一种常用的相机标定方法，它可以用于计算相机的内部参数和外部参数，从而实现对图像的准确测量和三维重建。

下面将详细介绍张正友标定方法的原理和步骤。

一、原理张正友标定方法基于相机成像原理，通过对已知大小的标定板进行拍摄，从而得到标定板在图像中的像素坐标和实际物理坐标，进而计算出相机的内部参数和外部参数。

其中，内部参数包括相机的焦距、主点坐标和畸变系数，外部参数包括相机的旋转矩阵和平移向量。

二、步骤1. 准备标定板标定板可以是黑白相间的棋盘格或者其他规则的图案，要求图案清晰、对比度高、边缘锐利，同时要求标定板的大小足够大，以便在不同距离和角度下进行拍摄。

2. 拍摄标定板将标定板放置在平面上，保持相机与标定板垂直，同时保持相机位置和姿态不变，拍摄多张标定板的照片，要求标定板在不同位置和角度下都有足够的覆盖面积。

3. 提取角点使用图像处理软件对标定板的照片进行处理，提取出标定板上每个方格的角点坐标，要求角点坐标的提取精度高、稳定性好。

4. 计算内部参数根据相机成像原理，将标定板上每个角点的像素坐标和实际物理坐标进行对应，利用最小二乘法计算出相机的内部参数，包括焦距、主点坐标和畸变系数。

5. 计算外部参数根据标定板在不同位置和角度下的拍摄照片，利用三维重建算法计算出标定板在相机坐标系下的位置和姿态，进而计算出相机的旋转矩阵和平移向量。

6. 验证标定结果将标定结果应用于实际图像中，进行像素坐标和实际物理坐标的转换，计算出图像中物体的实际尺寸和位置，进而验证标定结果的准确性和稳定性。

三、总结张正友标定方法是一种常用的相机标定方法，它可以实现对相机的内部参数和外部参数的准确计算，从而提高图像的测量和三维重建精度。

在实际应用中，需要注意标定板的选择和摆放、角点的提取精度和稳定性等问题，以保证标定结果的准确性和可靠性。

SLAM ⼊门之视觉⾥程计（6）：相机标定张正友经典标定法详解想要从⼆维图像中获取到场景的三维信息，相机的内参数是必须的，在SLAM 中，相机通常是提前标定好的。

张正友于1998年在论⽂："A Flexible New Technique fro Camera Calibration"提出了基于单平⾯棋盘格的相机标定⽅法。

该⽅法介于传统的标定⽅法和⾃标定⽅法之间，使⽤简单实⽤性强，有以下优点：不需要额外的器材，⼀张打印的棋盘格即可。

标定简单，相机和标定板可以任意放置。

标定的精度⾼。

相机的内参数设P =(X ,Y ,Z )为场景中的⼀点，在针孔相机模型中，其要经过以下⼏个变换，最终变为⼆维图像上的像点p =(µ,ν):1. 将P 从世界坐标系通过刚体变换(旋转和平移)变换到相机坐标系，这个变换过程使⽤的是相机间的相对位姿，也就是相机的外参数。

2. 从相机坐标系，通过透视投影变换到相机的成像平⾯上的像点p =(x ,y )。

3. 将像点p 从成像坐标系，通过缩放和平移变换到像素坐标系上点p =(µ,ν)。

相机将场景中的三维点变换为图像中的⼆维点，也就是各个坐标系变换的组合，可将上⾯的变换过程整理为矩阵相乘的形式：s µν1=α0c x 0βc y1f 0000f 0001R t 0T1X Y Z1=f x 0c x 00f yc y 001Rt 0T1X Y Z1将矩阵K 称为相机的内参数,K =f x0c x 0f yc y 001其中，α,β表⽰图像上单位距离上像素的个数，则f x =αf ,f y =βf 将相机的焦距f 变换为在x,y ⽅向上像素度量表⽰。

另外，为了不失⼀般性，可以在相机的内参矩阵上添加⼀个扭曲参数γ，该参数⽤来表⽰像素坐标系两个坐标轴的扭曲。

则内参数K 变为K =f xγc x 0f yc y 01对于⼤多数标准相机来说，可将扭曲参数γ设为0. Multiple View Geometry in Computer Vision张⽒标定法在上⼀篇博⽂，介绍的单应矩阵表⽰两个平⾯间的映射。

张正友标定法⽰例（含源代码）
博主在博客园的第⼀篇博客，以著名的张⼤⽜标定法开始吧！
具体标定原理就不详细说了，资料数不胜数，重点看张正友的原著《A Flexible New Technique for Camera Calibration》，搞明⽩这篇⽂章就⾜够了。

好了，现在主要说⼀下标定过程，并附上博主⾃⼰调⽤Opencv接⼝编写的代码。

1.拍摄棋盘格图⽚，8幅左右合适，⽂献⾥说n=8时，最⼩⼆乘法计算内参有稳定解。

所以我就拍了9幅。

2. 读取棋盘格图像，提取⾓点（注意：都是内⾓点）。

为了提⾼⾓点提取精度，进⼀步进⾏亚像素⾓点的提取，附上亚像素⾓点提取后的棋盘格图像。

3. 开始摄像机标定，opencv1.0 2.0版只有⼀种摄像机标定模型，就是普通的⼩孔成像模型，在cv：：空间下。

⽽从opencv3.0开始，新增了⼀种鱼眼相机标定模型，在fisheye::空间下。

两种模型的主要区别在于像与物的投影关系不同，具体的⽂献资料依然是数不胜数，这⾥就不赘述。

根据opencv官⽅⽂档的建议，在畸变程度较⼤的⼴⾓镜头（⽐如：鱼眼镜头）上进⾏摄像机标定和畸变校正，最好是⽤fisheye模型，该模型在图像边缘畸变程度很⼤的地⽅⽐普通相机模型的效果要好。

4. 对标定结果进⾏评价
5.保存标定结果，写⼊txt⽂件，主要是内参（归⼀化焦距,fx,fy; 光⼼坐标cx,cy；以及畸变系数k1,k2k3...）
好了，主要过程介绍完了，附上我放在码云上的源代码连接：。

张正友标定方法引言标定（calibration）是计算机视觉领域中重要的任务之一，广泛应用于三维重建、增强现实、机器人导航等领域。

在标定过程中，我们需要确定摄像机的内参和外参，以便把图像坐标转换到真实世界坐标。

张正友标定方法（Zhang’s calibration method）是一种常用的摄像机标定方法，被广泛应用于计算机视觉领域中。

张正友标定方法概述张正友标定方法基于相机投影方程，通过观察已知的图像特征点和世界坐标系下的点对，实现摄像机的内参和外参的估计。

具体步骤如下：1.收集标定板图像：首先需要收集包含已知世界坐标系下特征点的标定板图像。

标定板通常是一个黑白棋盘格，由若干个方格组成。

2.提取特征点：使用图像处理方法（例如角点检测算法）提取每幅标定板图像中的特征点。

特征点通常是棋盘格的角点。

3.计算图像特征点的图像坐标和世界坐标系下的点对：对于每个特征点，我们已知它在图像中的像素坐标，同时已知对应的世界坐标系下的点（通常为平面上的点）。

4.标定摄像机内参：根据图像特征点的像素坐标和世界坐标系下的点对，通过最小二乘法或其他优化方法，估计摄像机的内参矩阵，包括焦距、主点和畸变等参数。

5.标定摄像机外参：对于每个标定板图像，通过求解相机投影方程，估计摄像机的外参矩阵，包括旋转矩阵和平移向量。

6.优化标定结果：通过重投影误差最小化等方法，优化标定结果，提高标定的准确性。

张正友标定方法的优势张正友标定方法相比其他标定方法具有以下优势：1.简单易实现：张正友标定方法的步骤相对简单，只需要一些基本的图像处理和优化算法即可。

在实际应用中，我们可以使用开源的计算机视觉库（如OpenCV）来实现。

2.准确性高：张正友标定方法在提取特征点和估计摄像机参数的过程中引入了一些优化方法，可以提高标定的准确性。

3.鲁棒性强：张正友标定方法对于一些噪声和异常值具有一定的鲁棒性，可以应对一些实际场景中的干扰因素。

使用张正友标定方法的注意事项在使用张正友标定方法时，我们需要注意以下事项：1.标定板的选择：标定板的选择应根据实际应用场景来确定。

opencv 张正友标定法原理
OpenCV张正友标定法原理
张正友标定法是计算机视觉领域中用于相机标定的一种常见方法。

其原理基于相机的内外参数模型，通过拍摄一系列已知位置的校准板图像，以推断相机的畸变参数和相机矩阵。

相机的内参数包括焦距、主点位置等，而外参数则指相机的姿态参数，比如旋转矩阵和平移向量。

相机畸变参数用于描述相机光学系统的非线性特性，例如径向畸变和切向畸变。

在进行张正友标定法时，首先需要准备一个校准板，通常采用黑白棋盘格。

校准板具有已知尺寸的特点，因此可以用来计算相机的内外参数。

在标定过程中，校准板被摆放在多个不同位置和姿态下，相机将拍摄一系列校准板图像。

对于每张图像，需要通过图像处理技术来检测校准板的角点，通常使用角点检测算法来实现。

检测到校准板的角点后，可以利用这些已知的图像点和校准板上的真实三维点之间的对应关系，进行相机的标定。

通过最小化重投影误差，即真实三维点和对应的图像点之间的距离，可以求解出相机的内参数和外参数。

张正友标定法的优势在于只需要使用一张校准板图像即可进行标定，而其他方法可能需要多张校准板图像。

同时，这种方法对于校准板的尺寸和姿态变化相对宽松，能够适应不同场景和标定需求。

总结而言，张正友标定法利用已知尺寸的校准板图像和相机拍摄的标定图像，通过计算相机的内外参数，实现相机的标定。

这种方法广泛应用于计算机视觉、机器人技术和增强现实等领域，为图像处理和计算机视觉算法的准确性提供了重要保证。