使用ros2相机标定工具

发布于 2024-04-05  2100 次阅读


概述

虽然使用matlab工具箱也能够标定相机,但是经验之谈,matlab标定的数据往往在使用中测距精度达不到需要的精度,本教程演示如何通过ros标定获取单目相机的参数。

要求

1-使用操作系统的包管理器安装相机标定所需软件包

sudo apt install ros-<ros2-distro>-camera-calibration-parsers

sudo apt install ros-<ros2-distro>-camera-info-manager

sudo apt install ros-<ros2-distro>-launch-testing-ament-cmake

2-新创建一个工作空间,在你的工作空间中从源代码构建Image Pipeline软件包,命令如下:

git clone – b <ros2-distrogit@github.com:ros-perception/image_pipeline.git

另外,请确保您具有以下内容: 

  • 一个已知尺寸的大棋盘。本教程使用的是200mm×200mm的正方形棋盘。由于相机标定使用的是棋盘格的内部顶点,因此需要 "8x10" 的棋盘板。这样使用内部顶点参数就正好是 "7x9" 如下例所示。可以从 here 下载。
  • 一个光线充足的5米 × 5米区域,清除障碍物同时检查棋盘图案
  • 一个可以在ROS上发布图像的单目相机

Tutorial Steps

1-在GUI中启动一个终端 

2-启动所使用相机的ROS驱动程序。

3-确保相机正在通过ROS发布图像。这可以通过运行来测试: 

ros2 topic list

4-这将显示你所有发布的话题,确保里面有一个图像话题 /camera/image_raw。确保image_raw话题是一个真实的话题且正在发布图像,需要检查该话题的发布频率:

ros2 topic hz /camera/image_raw

5-启动摄像机标定节点 

ros2 run camera_calibration cameracalibrator --size 7x9 -- square 0.20 image:=/my_camera/image_raw camera:=/my_camera
Camera Name:

-c, --camera_name
        name of the camera to appear in the calibration file


Chessboard Options:

You must specify one or more chessboards as pairs of --size and--square options.

  -p PATTERN, --pattern=PATTERN
                    calibration pattern to detect - 'chessboard','circles', 'acircles','charuco'
  -s SIZE, --size=SIZE
                    chessboard size as NxM, counting interior corners (e.g. a standard chessboard is 7x7)
  -q SQUARE, --square=SQUARE
                    chessboard square size in meters

ROS Communication Options:

 --approximate=APPROXIMATE
                    allow specified slop (in seconds) when pairing images from unsynchronized stereo cameras
 --no-service-check
                    disable check for set_camera_info services at startup

Calibration Optimizer Options:

 --fix-principal-point
                    fix the principal point at the image center
 --fix-aspect-ratio
                    enforce focal lengths (fx, fy) are equal
 --zero-tangent-dist
                    set tangential distortion coefficients (p1, p2) to
                    zero
 -k NUM_COEFFS, --k-coefficients=NUM_COEFFS
                    number of radial distortion coefficients to use (up to
                    6, default 2)
 --disable_calib_cb_fast_check
                    uses the CALIB_CB_FAST_CHECK flag for findChessboardCorners

    This will open a calibration window which highlight the checkerboard.

6为了得到更好的标定结果需要在相机视野范围内不断移动棋盘格:

  • 使得棋盘到达相机视野左侧、右侧、顶部和底部。
  • X:相机视野中的左/右方向
  • Y:相机视野中的上下方。
  • Size: 接近/远离相机以及相对相机倾斜。
  • Skew:让棋盘格向左、右、上、下倾斜

7 随着棋盘格的不断移动,标定窗口侧边栏上的4个横条的长度会不断增长。当所有4个横条都变成绿色并且有足够的数据可用于标定时,“CALIBRATE”按钮将会变亮。单击查看结果。标定大约需要花一分钟时间。

8-校准完成后,保存和提交按钮亮起。在终端中也可以看到标定结果。

9-按保存按钮后可以查看到结果。数据保存到 "/tmp/calibrationdata.tar.gz" 

10-要使用该相机标定结果的文件,请执行以下命令解压缩该文件(calibration.tar.gz) 

tar -xvf calibration.tar.gz

11-在标定结果文件夹中,可以看到用于标定的所有图像以及 “ost.yaml” 和 “ost.txt”文件。您可以使用包含相机驱动程序的校准参数的yaml文件。


泓心致远,龙行天下!