OpenCV-CameraCalibration-Example

FishEyeCameraCalibration.mp4

OpenCVを用いたカメラキャリブレーションのサンプルです
2021/06/21時点でPython実装のある以下3種類について用意しています。

• 通常カメラ向け
• 魚眼レンズ向け(fisheyeモジュール)
• 全方位カメラ向け(omnidirモジュール)
  全方位カメラは以下のような構造のカメラを想定しています。
  
  画像はWikipediaのOmnidirectional (360-degree) cameraから引用
  

Requirement

• opencv-python 4.5.2.54 or later
• opencv-contrib-python 4.5.2.54 or later ※omnidirモジュールを使用する場合のみ

Calibration Pattern

サンプルでは以下の7×10のチェスボード型のキャリブレーションパターンを使用します。

• http://opencv.jp/sample/pics/chesspattern_7x10.pdf

他の行列数のキャリブレーションパターンを使用したい場合は、以下を参照して作成or入手してください。

• https://docs.opencv.org/master/da/d0d/tutorial_camera_calibration_pattern.html
• https://github.com/opencv/opencv/blob/master/doc/pattern.png

また、以下のようなサークル型のパターンやセクターベース型のパターンのサンプルは用意していません。

• https://github.com/opencv/opencv/blob/master/doc/acircles_pattern.png
• https://docs.opencv.org/4.5.2/checkerboard_radon.png

Usage

calibrateCameraのサンプルでキャリブレーションパラメータをcsvに保存し、
undistortのサンプルで歪み補正を実施してください。

01.calibrateCamera

python 01-01_calibrateCamera.py
python 02-01_fisheyeCalibrateCamera.py
python 03-01_omnidirCalibrateCamera.py

キャリブレーションパターン検出時にEnterを押すことで撮影します。
ESCを押すことでプログラムを終了し、キャリブレーションパラメータを保存します。

実行時には、以下のオプションが指定可能です。

オプション指定

• --device
  カメラデバイス番号の指定
  デフォルト：
  • 01-01_calibrateCamera：0
  • 02-01_fisheyeCalibrateCamera.py：0
  • 03-01_omnidirCalibrateCamera.py：0
• --file
  動画ファイル名の指定 ※指定時はカメラデバイスより優先し動画を読み込む
  デフォルト：
  • 01-01_calibrateCamera：None
  • 02-01_fisheyeCalibrateCamera.py：None
  • 03-01_omnidirCalibrateCamera.py：None
• --width
  カメラキャプチャ時の横幅
  デフォルト：
  • 01-01_calibrateCamera：640
  • 02-01_fisheyeCalibrateCamera.py：640
  • 03-01_omnidirCalibrateCamera.py：640
• --height
  カメラキャプチャ時の縦幅
  デフォルト：
  • 01-01_calibrateCamera：360
  • 02-01_fisheyeCalibrateCamera.py：360
  • 03-01_omnidirCalibrateCamera.py：360
• --square_len
  キャリブレーションパターン(チェスボード)の1辺の長さ(mm)
  デフォルト：
  • 01-01_calibrateCamera：23.0
  • 02-01_fisheyeCalibrateCamera.py：23.0
  • 03-01_omnidirCalibrateCamera.py：23.0
• --grid_size
  キャリブレーションパターン(チェスボード)の行列数(カンマ区切り指定)
  デフォルト：
  • 01-01_calibrateCamera：10,7
  • 02-01_fisheyeCalibrateCamera.py：10,7
  • 03-01_omnidirCalibrateCamera.py：10,7
• --k_filename
  半径方向の歪み係数の保存ファイル名(csv)
  デフォルト：
  • 01-01_calibrateCamera：K.csv
  • 02-01_fisheyeCalibrateCamera.py：K_fisheye.csv
  • 03-01_omnidirCalibrateCamera.py：K_omni.csv
• --d_filename
  円周方向の歪み係数の保存ファイル名(csv)
  デフォルト：
  • 01-01_calibrateCamera：d.csv
  • 02-01_fisheyeCalibrateCamera.py：d_fisheye.csv
  • 03-01_omnidirCalibrateCamera.py：d_omni.csv
• --xi_filename
  Mei'sモデルパラメータxiの保存ファイル名(csv)
  デフォルト：
  • 03-01_omnidirCalibrateCamera.py：xi_omni.csv
• --use_autoappend
  キャリブレーションパターン検出時に自動で撮影するか否か(指定しない場合はEnterで明示的に撮影)
  デフォルト：
  • 01-01_calibrateCamera：指定なし
  • 02-01_fisheyeCalibrateCamera.py：指定なし
  • 03-01_omnidirCalibrateCamera.py：指定なし
• --interval_time
  use_autoappend指定時の撮影間隔(ms)
  デフォルト：
  • 01-01_calibrateCamera：500
  • 02-01_fisheyeCalibrateCamera.py：500
  • 03-01_omnidirCalibrateCamera.py：500

02.undistort

python 01-02_undistort.py
python 02-02_fisheyeUndistort.py
python 03-02_omnidirUndistort.py

実行時には、以下のオプションが指定可能です。

オプション指定

• --device
  カメラデバイス番号の指定
  デフォルト：
  • 01-01_calibrateCamera：0
  • 02-01_fisheyeCalibrateCamera.py：0
  • 03-01_omnidirCalibrateCamera.py：0
• --file
  動画ファイル名の指定 ※指定時はカメラデバイスより優先し動画を読み込む
  デフォルト：
  • 01-01_calibrateCamera：None
  • 02-01_fisheyeCalibrateCamera.py：None
  • 03-01_omnidirCalibrateCamera.py：None
• --width
  カメラキャプチャ時の横幅
  デフォルト：
  • 01-01_calibrateCamera：640
  • 02-01_fisheyeCalibrateCamera.py：640
  • 03-01_omnidirCalibrateCamera.py：640
• --height
  カメラキャプチャ時の縦幅
  デフォルト：
  • 01-01_calibrateCamera：360
  • 02-01_fisheyeCalibrateCamera.py：360
  • 03-01_omnidirCalibrateCamera.py：360
• --k_filename
  半径方向の歪み係数の読み込みファイル名(csv)
  デフォルト：
  • 01-01_calibrateCamera：K.csv
  • 02-01_fisheyeCalibrateCamera.py：K_fisheye.csv
  • 03-01_omnidirCalibrateCamera.py：K_omni.csv
• --d_filename
  円周方向の歪み係数の読み込みファイル名(csv)
  デフォルト：
  • 01-01_calibrateCamera：d.csv
  • 02-01_fisheyeCalibrateCamera.py：d_fisheye.csv
  • 03-01_omnidirCalibrateCamera.py：d_omni.csv
• --xi_filename
  Mei'sモデルパラメータxiの読み込みファイル名(csv)
  デフォルト：
  • 03-01_omnidirCalibrateCamera.py：xi_omni.csv
• --k_new_param
  Knewパラメータ指定時のスケール
  デフォルト：
  • 01-01_calibrateCamera：1.0
  • 02-01_fisheyeCalibrateCamera.py：0.9
  • 03-01_omnidirCalibrateCamera.py：0.5

Reference

• OpenCV Camera Calibration Tutorial
• OpenCV Camera Calibration and 3D Reconstruction
• OpenCV Fisheye camera model
• OpenCV Omnidirectional Camera Calibration

Author

高橋かずひと(https://twitter.com/KzhtTkhs)

License

OpenCV-CameraCalibration-Example is under Apache-2.0 License.