前言：

????????現在有許多雙目攝像頭在出廠時以及標定好，用戶拿到手后可以直接使用，但也有些雙目攝像頭在出廠時并沒有標定。因而這個時候就需要自己進行標定。本文主要介紹基于matlab工具箱的自動標定方式來對雙目相機進行標定。

1、MATLAB工具箱標定

????????首先需要準備一張棋盤，如下圖所示。對于標定不同測距范圍相機所用的棋盤方格寬度會有所不同。對于短焦雙目相機（測距范圍在20m以內），棋盤中方格的寬度達到20mm即可；對于長焦雙目相機（測距范圍在40m左右），棋盤中方格的寬度需要盡量大，否則會影響標定的精度，一般至少達到60mm。

?????????然后通過Python腳本對棋盤進行多角度拍攝，每按下一次s鍵之后自動保存一組左右鏡頭的照片。Python代碼如下：

注：盡可能拍攝多組照片，這樣可以提高標定效果，標定效果的好壞直接影響到測距的精度。對于短焦相機通常拍攝40組照片即可；長焦相機通常會需要更多組照片。

????????照片拍攝好后，進入matlab標定工具箱，如下圖所示。注意：不要選擇matlab2020b版本，筆者測試過該版本無法正常使用標定工具箱，可以使用matlab2020a版本。

注：Stero Camera Cailbrator為雙目標定工具箱，Camera Cailbrator為單目相機標定工具箱，因此這里選擇Stero Camera Cailbrator工具箱。

????????進入工具箱以后，選擇Add Images。然后選擇左右相機照片的路徑，Size of checkerboard square為棋盤中每一個方格的長度，單位為毫米，一定要準確測量方格的長度，如下圖所示。

????????點擊確定以后，Radial Distortion Compute選擇3 Coefficients和Tangential Distortion，然后點擊Calibrate進行校準。?

2、降低標定誤差?

????????左下方的直方圖為左右圖像的標定誤差，點擊誤差較大的直方圖，可以直接在左邊的圖像對中找到對應的圖像，右鍵選擇“Remove and Recalibrate”，可以重復上述步驟，直到認為誤差滿足標定需求為止。

3、導出標定數據

?????????標定好后將標定數據導入到工作空間，點擊Export Camera Parameters即可。此時我們已經拿到標定數據了，為了避免手工獲取數據時出錯，筆者寫了一個腳本可以直接獲取標定數據，并保存到表格文件中，之后直接復制粘貼即可。

rowName = cell(1,10);
rowName{1,1} = '平移矩陣';
rowName{1,2} = '旋轉矩陣';
rowName{1,3} = '相機1內參矩陣';
rowName{1,4} = '相機1徑向畸變';
rowName{1,5} = '相機1切向畸變';
rowName{1,6} = '相機2內參矩陣';
rowName{1,7} = '相機2徑向畸變';
rowName{1,8} = '相機2切向畸變';
rowName{1,9} = '相機1畸變向量';
rowName{1,10} = '相機2畸變向量';
xlswrite('out.xlsx',rowName(1,1),1,'A1');
xlswrite('out.xlsx',rowName(1,2),1,'A2');
xlswrite('out.xlsx',rowName(1,3),1,'A5');
xlswrite('out.xlsx',rowName(1,4),1,'A8');
xlswrite('out.xlsx',rowName(1,5),1,'A9');
xlswrite('out.xlsx',rowName(1,6),1,'A10');
xlswrite('out.xlsx',rowName(1,7),1,'A13');
xlswrite('out.xlsx',rowName(1,8),1,'A14');
xlswrite('out.xlsx',rowName(1,9),1,'A15');
xlswrite('out.xlsx',rowName(1,10),1,'A16');
xlswrite('out.xlsx',stereoParams.TranslationOfCamera2,1,'B1');  % 平移矩陣
xlswrite('out.xlsx',stereoParams.RotationOfCamera2.',1,'B2');  % 旋轉矩陣
xlswrite('out.xlsx',stereoParams.CameraParameters1.IntrinsicMatrix.',1,'B5');  % 相機1內參矩陣
xlswrite('out.xlsx',stereoParams.CameraParameters1.RadialDistortion,1,'B8');  % 相機1徑向畸變(1,2,5)
xlswrite('out.xlsx',stereoParams.CameraParameters1.TangentialDistortion,1,'B9');  % 相機1切向畸變(3,4)
xlswrite('out.xlsx',stereoParams.CameraParameters2.IntrinsicMatrix.',1,'B10');  % 相機2內參矩陣
xlswrite('out.xlsx',stereoParams.CameraParameters2.RadialDistortion,1,'B13');  % 相機2徑向畸變(1,2,5)
xlswrite('out.xlsx',stereoParams.CameraParameters2.TangentialDistortion,1,'B14');  % 相機2切向畸變(3,4)
xlswrite('out.xlsx',[stereoParams.CameraParameters1.RadialDistortion(1:2), stereoParams.CameraParameters1.TangentialDistortion,...stereoParams.CameraParameters1.RadialDistortion(3)],1,'B15');  % 相機1畸變向量
xlswrite('out.xlsx',[stereoParams.CameraParameters2.RadialDistortion(1:2), stereoParams.CameraParameters2.TangentialDistortion,...stereoParams.CameraParameters2.RadialDistortion(3)],1,'B16');  % 相機2畸變向量
showReprojectionErrors(stereoParams)
showExtrinsics(stereoParams)

標定數據文件保存的路徑即為當前程序的路徑，要想保存到其他路徑直接修改腳本中的路徑即可，導出的參數如下圖所示。

將表格中的數據復制到雙目相機配置文件中，其中相機1內參復制到left_camera_matrix中，相機1畸變復制到left_distortion中，相機2內參復制到right_camera_matrix中，相機2畸變復制到right_distortion中，旋轉矩陣復制到R中，轉移矩陣復制到T中，如下圖所示。

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參考文獻：Matlab雙目相機標定?