立体相机镜面重建（一）镜面标定

无论是单目、双目或者是多屏幕镜面重建，都需要事先对屏幕和相机的相对位置进行标定，求得相机到屏幕之间的相对变换关系。如果求得屏幕和相机之间的变换关系呢？接下来是标定流程。

（一）准备：

1）生成1920*1080像素的标定板


// 生成棋盘格图像
void genChessBoardBmp()
{const int perBoardPixel = 70;const cv::Size boardSize(11, 9);const cv::Size resolution(1920,1080);{int basisHeight = (resolution.height - perBoardPixel * boardSize.height) / 2;int basisWidth = (resolution.width - perBoardPixel * boardSize.width) / 2;if (basisHeight < 0 || basisWidth < 0){//cout << "Resolution doesn't match!" << endl;}cv::Mat image(1080,1920, CV_8UC1, cv::Scalar::all(255));int flag = 0;for (int j = 0; j < boardSize.height; j++){for (int i = 0; i < boardSize.width; i++){flag = (i + j) % 2;if (flag == 0){for (int n = j * perBoardPixel; n < (j + 1) * perBoardPixel; n++)for (int m = i * perBoardPixel; m < (i + 1) * perBoardPixel; m++)image.at<uchar>(n + basisHeight, m + basisWidth) = 0;}}}//cv::imshow("haha",image);std::string strSavePath = std::string("H") + std::to_string(boardSize.width) + "_V" + std::to_string(boardSize.height) + "_" +std::to_string(perBoardPixel) + ".bmp";cv::imwrite(strSavePath, image);//cv::waitKey(0);}
}

2）购买棋盘格或者圆点标定板

3）购买高精度平面镜子

4）购买一个屏幕

（二）标定过程：

（1）使用购买的棋盘格或者圆点标定板对单目相机标定，或者双目相机标定

（2）放置镜子，让相机采集到屏幕上的棋盘格图案。放置至少三个位置，采集至少三张图像。

（3）使用参考文章中的标定方法，通过三张采集图像计算得到屏幕到相机的旋转、平移变换矩阵。

（4）使用相机到虚像的旋转和平移矩阵，以及屏幕到相机的旋转、平移矩阵，计算剩下n张图像的镜面距离和法向。

（5）全局优化，优化（屏幕到相机的旋转和平移矩阵，每一个图像下的镜子法向和相机中心到镜子的距离）

（三）结果：

1.标定结果如下：

全局优化结果，第一列是图像编号，第二列是棋盘格点编号，第三列是投影误差，可以看到标定误差基本都在0.1个像素之内。