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Camera instrinsic calibration

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By LOE
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Camera instrinsic calibration

Camera Calibratin

calibration 이란?

💡
  • 카메라의 초점거리, 왜곡 계수, 가로세로 길이등을 알아내기 위한 방법으로 보통 체커보드나 april grid등의 미리 사이즈가 어떻게 되어있는지를 알고있는 보드를 사용하여 수행한다.

나의 경우에는 10 x 10에 한칸의 길이가 7cm인 체커보드를 사용하였다.

  • 나는 ros2 에서 제공해주는 calibration 패키지를 통해 카메라의 캘리브레이션을 수행했다.
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sudo apt install ros-humble-camera-calibration-parsers

sudo apt install ros-humble-camera-info-manager

sudo apt install ros-humble-launch-testing-ament-cmake

# 이 전에 내 ssh키를 github에 등록하도록 하자 
ssh-keygen -t ed25519 -C "[email protected]"

cd ~/colcon_ws/src

git clone -b <ros2-distro> [email protected]:ros-perception/image_pipeline.git

cd ..

colcon build

source install/setup.bash
  • 먼저 필요한 패키지를 다운 받는다. 이후 빌드를 진행한다.
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ros2 topic list

ros2 topic hz /camera/image_raw
  • 이런식으로 내 카메라 토픽이 ros2에서 잘 나오고 있는지 확인한다.
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ros2 run camera_calibration cameracalibrator --size 9x9 --square 0.07 --ros-args -r image:=/usb_cam/image_raw -p camera:=/my_camera
파라미터들

📌 카메라 이름 관련

  • **c**, **-camera_name** → 보정(calibration) 결과 YAML 파일 안에 저장될 카메라 이름을 지정합니다.

    (예: --camera_name=my_camera → 저장되는 파일의 루트 키가 my_camera로 들어감)

📌 체스보드(패턴) 관련 옵션

  • **p**, **-pattern** → 사용할 보정 패턴 종류 선택

    • 'chessboard' : 일반 체스보드
    • 'circles' : 원 패턴
    • 'acircles' : 비대칭 원 배열(asymmetric circles)
    • 'charuco' : ChArUco 패턴

  • **s SIZE**, **-size=SIZE** → 체스보드의 내부 코너 개수 (예: 7x9 체스보드면 --size 7x9)

    여기서 NxM은 “사각형 개수”가 아니라 “내부 교차점 개수”임에 주의!

  • **q SQUARE**, **-square=SQUARE** → 한 칸의 실제 크기(단위: m).

    예: 20mm 정사각형이면 --square 0.02

📌 ROS 통신 관련 옵션

  • **-approximate=SECS** → 스테레오 카메라처럼 두 이미지가 약간 시간 차이 있을 때, 몇 초까지 허용할지 지정.
  • **-no-service-check** → 실행 시 set_camera_info 서비스가 켜져 있는지 확인하는 과정을 생략. —

📌 최적화 관련 옵션

  • **-fix-principal-point** → 주점(principal point)을 이미지 중앙으로 고정. (cx, cy를 변수가 아니라 고정값으로 둠)
  • **-fix-aspect-ratio** → 초점거리 fx, fy를 같게 맞춤 (픽셀 비율 1:1로 강제).
  • **-zero-tangent-dist** → 왜곡 보정에서 접선 왜곡(p1, p2)을 0으로 고정.
  • **k NUM_COEFFS**, **-k-coefficients=NUM_COEFFS** → 반径 왜곡 계수(k1~k6) 몇 개 쓸지 선택 (기본은 2개 k1, k2만).

  • **-disable_calib_cb_fast_check** → OpenCV 체스보드 코너 찾기에서 빠른 실패 검사(Fast check) 비활성화.

    (체스보드가 제대로 안 잡힐 때 이 옵션 켜면 더 정확히 찾을 수 있음, 대신 느려짐)

  • 체커보드가 꽤 무거워서 힘들었다. 약 40장 정도의 캘리브레이션 이미지가 찍히고 나니 캘리브레이션이 버튼이 떳다!
    • 이후 save → commit 한 후에 종료 (터미널에 카메라의 계수가 뜬다)
    • 이후 저장하고 싶은 디렉토리로 가서 카메라 파라미터를 저장한다.
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    tar -xzvf /tmp/calibrationdata.tar.gz

Team Vision
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