Pixhawk无人机扩展教程(10)---树莓派安装摄像头及摄像头标定

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前面的教程介绍了opencv在树莓派上的编译安装，接下来我们继续安装摄像头，以及标定摄像头。为后面做aruco markers(阿鲁科码)识别做准备。

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一、摄像头的安装

树莓派可以使用CSI摄像头和USB摄像头，为方便起见，我们这节教程使用USB摄像头。我们使用的是普通的免驱摄像头，适合 Windows，Linux等系统。

将USB摄像头插入树莓派USB接口，输入以下命令：
ll /dev/video*
显示如下：



显示/dev/video0说明树莓派已经识别到了摄像头。

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二、摄像头标定的原因

做视觉之前，我一直在纠结为什么要做摄像头的标定？

先仔细看一下下面这张图，体会一下图像处理中4个坐标系之间的关系：



1.为什么要相机标定？
在图像测量过程以及机器视觉应用中，为确定空间物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系，必须建立相机成像的几何模型，这些几何模型参数就是相机参数。  简单来说，摄像头标定就是复原相机模型的3D空间至2D空间的一一对应关系。标定的作用其一就是为了求取畸变系数（因为经过镜头等成像后，或多或少都有畸变），其二是为了得到空间坐标系和图像坐标系的对应关系。

2.什么叫相机标定？
在大多数条件下这些参数必须通过实验与计算才能得到，这个求解参数的过程就称之为相机标定（或摄像机标定）。现在我们利用现成的程序代码，只需要简单的几步，就可以进行摄像头的标定。

3.为什么相机标定很重要？
无论是在图像测量或者机器视觉应用中，相机参数的标定都是非常关键的环节，其标定结果的精度及算法的稳定性直接影响相机工作产生结果的准确性。因此，做好相机标定是做好后续工作的前提。

太深的理论知识网上有一大堆我们没有深究，只是大概了解了摄像头标定的目的，那么具体如何进行摄像头标定呢？

需要进行以下准备：

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  准备标定板
  
  没有的同学可以点击链接下载：https://pan.baidu.com/s/1BKYU2VHMDseJKO9Oxnz4jQ
  提取码：b4dq。
  
  打印时注意图片长宽比例不变，将图片扩展到A4纸打印出来；
• 
  下载图片采集代码和标定代码
  
  链接：https://pan.baidu.com/s/1Z7dUWHt5mHtyAh6m_ZjHFw
  提取码：s2cz
  

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三、摄像头标定流程

1.通过ssh命令远程连接树莓派
ssh lj@abc -X
后面树莓派启动摄像头要在远端调用窗口，在ssh命令后面加一个大写X。

2.在opencv文件夹下再新建两个文件夹，用于摄像头标定
cd opencvmkdir camcd cammkdir camera_01

3.将之前下载的图片采集代码(save_snapshots.py)和标定代码(cameracalib.py)复制到cam文件夹下

4.执行图片采集代码(save_snapshots.py)
python save_snapshots.py --dwidth 640 --dheight 480 --raspi True
将标定板至于摄像头前，不同位置和角度，拍摄25~30张图片。按 空格键 一次拍一张照片。拍照完成按q键退出。

5.将存储的图片全部移动到camera_01文件夹，并检查每张图片中标定板是否都在摄像头的范围内。

6.执行标定代码(cameracalib.py)
cd campython cameracalib.py camera_01 jpg 9 6 27
这里的宽度和高度是指使用的标定板内部交叉点的个数，而不是方格的个数。我们使用的标定板棋盘格，内部交叉点的宽度是9，高度是6，方格边长根据自己打印出来的实际尺寸为准，单位mm。请务必填写正确，否则无法标定。

7.运行开始，会逐一检查每张照片。

8.最后会计算出摄像头的内部参数和畸变系数，自动保存在camera_01文件夹中。

标定过程可参考如下视频：

梦梦他父亲

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yanjiayilang

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时雨

这个也能相机标定了吧