基于MATLAB的Tsai两步法摄像机标定系统

资 源 简 介

本项目实现经典Tsai两步法摄像机标定算法，通过标定板图像与三维坐标的对应关系，精准计算相机内外参数（焦距、主点、畸变、旋转矩阵及平移向量），支持批量图像处理和可视化分析，适用于计算机视觉与机器人应用。

详 情 说 明

基于Tsai两步法的摄像机标定系统 - MATLAB实现

项目介绍

本项目是基于经典Tsai两步法摄像机标定算法的MATLAB实现。系统通过分析标定板图像特征点与世界坐标系之间的对应关系，精确计算摄像机的内外参数，包括焦距、主点坐标、畸变系数、旋转矩阵和平移向量等。该系统可处理多张不同角度拍摄的标定板图像，支持批量标定计算，并提供直观的可视化结果与误差分析功能。

功能特性

• 核心算法：实现完整的Tsai两步法标定流程（径向排列约束+非线性优化）
• 特征点处理：支持图像特征点的自动提取与手动精校正，兼容棋盘格与圆点阵列标定板
• 多图像批处理：可一次性处理多张标定图像，提高标定数据利用率
• 参数优化：采用非线性优化方法精确计算相机内外参数和畸变系数
• 误差分析：提供重投影误差分析报告，包括各点误差分布及RMS误差统计
• 可视化展示：生成原始图像与重投影点叠加显示图，直观展示标定精度

使用方法

1. 准备标定数据：收集多角度拍摄的标定板图像，确保图像清晰、角度多样
2. 设置物理参数：输入标定板的实际物理尺寸（如棋盘格格点间距或圆点直径）
3. 运行标定程序：执行主程序，系统将自动提取特征点或加载预提取的坐标数据
4. 参数初始化：可选择性输入相机初始参数估计值，用于优化过程初始化
5. 获取结果：系统输出完整的标定参数和误差分析报告，并生成可视化结果图

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 图像处理工具箱（Image Processing Toolbox）
• 优化工具箱（Optimization Toolbox）（用于非线性优化）
• 建议内存4GB以上，用于处理高分辨率图像和大批量数据

文件说明

主程序文件整合了标定系统的全部核心流程，包括图像数据的读取与预处理、特征点坐标的自动检测或手动指定、世界坐标系与图像坐标系的对应关系建立、基于Tsai两步法的初始参数计算、考虑畸变模型的非线性优化求精、重投影误差的统计与分析，以及最终标定结果的可视化输出。该文件通过模块化设计将各功能阶段有机衔接，为用户提供一站式标定解决方案。