基于EmguCV的摄像机标定及矫正

标签： EmguCV摄像头标定C#

2015-05-03 14:55 501人阅读 评论(6) 收藏 举报

 分类：

C#

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前言

之前用OpenCV做过摄像机标定及矫正，现在平台换了，改用C#，就用EmguCV做一下，其实就是OpenCV的C#版。

在EmguCV中有两类摄像机标定的类，一个是CvInvoke类，一个是CameraCalibration类，两种标定效果差不多，只不过CvInvoke涉及的函数大多都是指针类型的，而C#对于指针的操作比较麻烦。本文是在CameraCalibration类的基础上完成摄像机标定，用CvInvoke类完成矫正图像。

函数说明

1、角点检测

[csharp] view plain copy print ?

  1. public static PointF[] FindChessboardCorners(
  2. Image<Gray, byte> image,
  3. Size patternSize,
  4. CALIB_CB_TYPE flags
  5. )




Parameters




image


Type: Emgu.CV.Image<Gray, Byte>Source chessboard view






patternSize


Type: System.Drawing.SizeThe number of inner corners per chessboard row and column






flags


Type: Emgu.CV.CvEnum.CALIB_CB_TYPEVarious operation flags




Return Value


Type: PointF[]The corners detected if the chess board pattern is found, otherwise null is returned


注：输入图像需是灰度图，检测之前角点需要开辟空间，如：


[csharp] view plain copy print ?


    

  1. cornersDetected = new PointF[nPoints];       //nPoints表示单幅图像角点总数
    2. 

  2. cornersDetected = CameraCalibration.FindChessboardCorners(chessboardImage, patternSize,
    3. 

  3. CALIB_CB_TYPE.ADAPTIVE_THRESH | CALIB_CB_TYPE.NORMALIZE_IMAGE);
    4. 




2、标定函数


[csharp] view plain  copy  print ?


    

  1. public static double CalibrateCamera(
    2. 

  2. MCvPoint3D32f[][] objectPoints,
    3. 

  3. PointF[][] imagePoints,
    4. 

  4. Size imageSize,
    5. 

  5. IntrinsicCameraParameters intrinsicParam,
    6. 

  6. CALIB_TYPE calibrationType,
    7. 

  7. MCvTermCriteria termCriteria,
    8. 

  8. out ExtrinsicCameraParameters[] extrinsicParams
    9. 

  9. )
    10. 










Parameters




objectPoints


Type: Emgu.CV.Structure.MCvPoint3D32f[][]The 3D location of the object points. The first index is the index of image, second index is the index of the point






imagePoints


Type: System.Drawing..::..PointF[][]The 2D image location of the points. The first index is the index of the image, second index is the index of the point






imageSize


Type: System.Drawing.SizeThe size of the image, used only to initialize intrinsic camera matrix






intrinsicParam


Type: Emgu.CV.IntrinsicCameraParametersThe intrisinc parameters, might contains some initial values. The values will be modified by this function.






calibrationType


Type: Emgu.CV.CvEnum.CALIB_TYPEcCalibration type






termCriteria


Type: Emgu.CV.Structure.MCvTermCriteriaThe termination criteria






extrinsicParams


Type: Emgu.CV.ExtrinsicCameraParameters[]The output array of extrinsic parameters.




Return Value


Type: DoubleThe final reprojection error注：objectPoints表示棋盘角点在世界坐标系下的坐标，有多少幅棋盘图像就应有多少角点坐标集，以物理尺寸为单位。imagePoints表示角点在图像中的坐标，以像素为单位。返回值是重投影误差。


3、映射矩阵求取


[csharp] view plain  copy  print ?


    

  1. public static void cvInitUndistortMap(
    2. 

  2. IntPtr intrinsicMatrix,
    3. 

  3. IntPtr distortionCoeffs,
    4. 

  4. IntPtr mapx,
    5. 

  5. IntPtr mapy
    6. 

  6. )
    7. 








Parameters




intrinsicMatrix


Type: System.IntPtrThe camera matrix (A) [fx 0 cx; 0 fy cy; 0 0 1]






distortionCoeffs


Type: System.ntPtrThe vector of distortion coefficients, 4x1 or 1x4 [k1, k2, p1, p2].






mapx


Type: System.IntPtrThe output array of x-coordinates of the map






mapy


Type: System.ntPtrThe output array of y-coordinates of the map




注：定义Matrix类的映射矩阵变量，其属性中包含Ptr，可以直接当指针用，如：


[csharp] view plain copy print ?


    

  1. private Matrix<float> mapx = new Matrix<float>(height, width);
    2. 

  2. private Matrix<float> mapy = new Matrix<float>(height, width);
    3. 



4、几何变换


[csharp]

     view plain

      copy

      print

     ?



    

  1. public static void cvRemap(
    2. 

  2. IntPtr src,
    3. 

  3. IntPtr dst,
    4. 

  4. IntPtr mapx,
    5. 

  5. IntPtr mapy,
    6. 

  6. int flags,
    7. 

  7. MCvScalar fillval
    8. 

  8. )
    9. 



Parameters




src


Type: System.ntPtr 
Source image






dst


Type: System.IntPtr 
Destination image






mapx


Type: System.IntPtr 
The map of x-coordinates (32fC1 image)






mapy


Type: System.ntPtr 
The map of y-coordinates (32fC1 image)






flags


Type: System.Int32 
A combination of interpolation method and the optional flag CV_WARP_FILL_OUTLIERS






fillval


Type: Emgu.CV.Structure.MCvScalar 
A value used to fill outliers




注：flags定义在 CvEnum下的 WARP枚举类型，调用： (int)WARP.CV_WARP_INVERSE_MAP


程序说明


基于EmguCV摄像机标定及矫正的软件界面如下：




如图所示，界面包含棋盘格信息设置，标定及矫正事件的实现等等。


矫正前后图像对比:




代码实现了从摄像头读取棋盘格图像或者从本地读取图像，图像个数有Imges指定，棋盘格大小有Square Size指定；然后成功检测到角点之后进行摄像头标定，保存角点值和摄像头内参数，通过Rectify按钮实现畸变矫正功能。为避免每次标定时都要检测角点，设置Read Corners按钮，读取角点(包含objectPoints和imagePoints)，然后Start Calibrate实现标定。所有的数据都是保存到xml文件中，方便查看和提取。
				


				
时间： 2024-10-16 14:34:39 

		


		


	

	
	

		


		
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