MATLAB相机标定的使用并导出XML文件

前言

MATLAB的相机标定工具cameraCalibrator位于Computer Vision toolBox，在命令行输入cameraCalibrator，并回车即可启动GUI界面，可视化做得很友好，而且要比opencv中的相机标定准确度要高，运行速度要快（自己体会），下面介绍一下如何使用，以及如何将标定好的参数导出为XML文件，以供opencv读入。

目录

MATLAB相机标定的使用

准备工作

打印一种黑白棋盘图像，在MATLAB中的帮助文档中已经为我们准备好了一个pdf文件（MATLAB安装目录\MATLAB\R201xa(b)\help\toolbox\vision\examples\checkerboardPattern.pdf），这是一张黑白棋盘图像，我们找到它，打印即可。

下一步就是用相机进行拍照，从不同的角度进行拍照，为了达到较高的精度，图片的数目至少要20张左右。我用自己的手机拍了17张照片。（注意拍照时的分辨率要固定，且图片的尺寸要一致！）

相机标定

步骤：

• 启动：cameraCalibrator回车

• add images

• 设置棋盘格的尺寸（mm），提前量一下。

• 设置参数。包括径向畸变参数的个数（2/3）、是否计算切向畸变。我的设置分别是3、是。

• 开始标定

• 参数导出，保存的参数是一种特殊的数据结构，里面包含了相机内参（IntrinsicMatrix）、径向畸变(RadialDistortion)、切向畸变（TangentialDistortion）、相机的外参（RotationMatrices，TranslationVectors）等。

上面是一张截图，右侧还可以将每一张图片对应的相机外参以三维立体图的形式展现。

导出XML文件

通过编写MATLAB函数向相机标定的内参和畸变参数保存为opencv可以读取的XML文件

function writeXML(cameraParams,file)%writeXML(cameraParams,file)%功能：将相机校正的参数保存为xml文件%输入：%cameraParams：相机校正数据结构%file：xml文件名%说明在xml文件是由一层层的节点组成的。%首先创建父节点 fatherNode，%然后创建子节点 childNode=docNode.createElement(childNodeName)，%再将子节点添加到父节点 fatherNode.appendChild(childNode)docNode = com.mathworks.xml.XMLUtils.createDocument('opencv_storage'); %创建xml文件对象docRootNode = docNode.getDocumentElement; %获取根节点IntrinsicMatrix = (cameraParams.IntrinsicMatrix)'; %相机内参矩阵RadialDistortion = cameraParams.RadialDistortion; %相机径向畸变参数向量1*3TangentialDistortion =cameraParams.TangentialDistortion; %相机切向畸变向量1*2Distortion = [RadialDistortion(1:2),TangentialDistortion,RadialDistortion(3)]; %构成opencv中的畸变系数向量[k1,k2,p1,p2,k3]camera_matrix = docNode.createElement('camera-matrix'); %创建mat节点camera_matrix.setAttribute('type_id','opencv-matrix'); %设置mat节点属性rows = docNode.createElement('rows'); %创建行节点rows.appendChild(docNode.createTextNode(sprintf('%d',3))); %创建文本节点，并作为行的子节点camera_matrix.appendChild(rows); %将行节点作为mat子节点cols = docNode.createElement('cols');cols.appendChild(docNode.createTextNode(sprintf('%d',3)));camera_matrix.appendChild(cols);dt = docNode.createElement('dt');dt.appendChild(docNode.createTextNode('d'));camera_matrix.appendChild(dt);data = docNode.createElement('data');for i=1:3    for j=1:3        data.appendChild(docNode.createTextNode(sprintf('%.16f ',IntrinsicMatrix(i,j))));    end    data.appendChild(docNode.createTextNode(sprintf('\n')));endcamera_matrix.appendChild(data);docRootNode.appendChild(camera_matrix);distortion = docNode.createElement('distortion');distortion.setAttribute('type_id','opencv-matrix');rows = docNode.createElement('rows');rows.appendChild(docNode.createTextNode(sprintf('%d',5)));distortion.appendChild(rows);cols = docNode.createElement('cols');cols.appendChild(docNode.createTextNode(sprintf('%d',1)));distortion.appendChild(cols);dt = docNode.createElement('dt');dt.appendChild(docNode.createTextNode('d'));distortion.appendChild(dt);data = docNode.createElement('data');for i=1:5      data.appendChild(docNode.createTextNode(sprintf('%.16f ',Distortion(i))));enddistortion.appendChild(data);docRootNode.appendChild(distortion);xmlFileName = file;xmlwrite(xmlFileName,docNode);end

在命令行输入：

writeXML(cameraParams,'cameraParams.xml');

就完成了将相机内参和畸变参数保存问XML文件。

以下是导出到XML文件内容：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?><opencv_storage>   <camera-matrix type_id="opencv-matrix">      <rows>3</rows>      <cols>3</cols>      <dt>d</dt>      <data>3099.7082447931371000 0.0000000000000000 1077.7535540640906000 0.0000000000000000 3086.4434775466948000 1826.5450377846478000 0.0000000000000000 0.0000000000000000 1.0000000000000000 </data>   </camera-matrix>   <distortion type_id="opencv-matrix">      <rows>5</rows>      <cols>1</cols>      <dt>d</dt>      <data>-0.0890744873306951 5.1317176243308209 -0.0051019418392772 -0.0021081150992697 -39.0645994879151530 </data>   </distortion></opencv_storage>

上面的函数只导出了相机内参和畸变参数，其它参数没有导出。

经过测试，可以从opencv中使用FileStorage读取。