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使用kalibr_calibration标定相机（realsense）和imu（h7min）

article 2024/11/14 11:36:48

vslam-evaluation/VINS/Installation documentation/4.IMU和相机联合标定kalibr_calibration.md at master · DroidAITech/vslam-evaluation · GitHub

1.kalibr安装

1.1安装依赖项

1.2创建工作空间

1.3下载kalibr并编译

1.4设置环境变量

2.准备标定板

3.配置驱动和打开realsense摄像头

3.1更新系统

3.2注册服务器公钥

3.3添加Intel RealSense仓库

3.4安装realsense SDK

3.5测试RealSense D435/D435i

3.6ROS环境下的配置

3.7启动ROS节点并测试摄像头

3.8查看相机内参等信息通过rostopic echo /camera/color/data_raw

4.用imu_utils标定IMU数据　

注意：

5.录制imu和相机的bag包

6.相机、imu、标定板yaml文件

1.kalibr安装

1.1安装依赖项

sudo apt-get install python-setuptools python-rosinstall ipython libeigen3-dev libboost-all-dev doxygen libopencv-dev ros-kinetic-vision-opencv ros-kinetic-image-transport-plugins ros-kinetic-cmake-modules python-software-properties software-properties-common libpoco-dev python-matplotlib python-scipy python-git python-pip ipython libtbb-dev libblas-dev liblapack-dev python-catkin-tools libv4l-dev

sudo pip install python-igraph --upgrade

1.2创建工作空间

mkdir -p ~/kalibr_workspace/src

cd ~/kalibr_workspace

source /opt/ros/kinetic/setup.bash

catkin init

catkin config --extend /opt/ros/kinetic

catkin config --cmake-args -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release

1.3下载kalibr并编译

cd ~/kalibr_workspace/src

git clone https://github.com/ethz-asl/Kalibr.git

cd ~/kalibr_workspace

catkin build -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release -j4

1.4设置环境变量

source ~/kalibr_workspace/devel/setup.bash

2.准备标定板

标定板可以用 kalibr 提供的pdf　下载地址为：https://github.com/ethz-asl/kalibr/wiki/downloads, 由于Aprilgrid能提供序号信息, 能够防止姿态计算时出现跳跃的

情况,所以这里采用Aprilgrid 6x6 0.8x0.8 m (A0 page)进行标定。

我下载了这个pdf, 打印成了Ａ4纸大小，在标定前, 注意测量格子的尺寸信息填入yaml文件, 尺寸信息具体是哪些数据可以看看kalibr的说明，说明的网址为：　

https://github.com/ethz-asl/kalibr/wiki/calibration-targets

3.配置驱动和打开realsense摄像头

3.1更新系统

sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade

3.2注册服务器公钥

sudo apt-key adv --keyserver keyserver.ubuntu.com --recv-key F6E65AC044F831AC80A06380C8B3A55A6F3EFCDE || sudo apt-key adv --keyserver hkp://keyserver.ubuntu.com:80 --recv-key F6E65AC044F831AC80A06380C8B3A55A6F3EFCDE

3.3添加Intel RealSense仓库

sudo add-apt-repository "deb https://librealsense.intel.com/Debian/apt-repo $(lsb_release -cs) main" -u

3.4安装realsense SDK

sudo apt-get install librealsense2-dkms
sudo apt-get install librealsense2-utils

3.5测试RealSense D435/D435i

realsense-viewer

3.6ROS环境下的配置

sudo apt-get install ros-$ROS_DISTRO-realsense2-camera
sudo apt-get install ros-$ROS_DISTRO-realsense2-description

3.7启动ROS节点并测试摄像头

roslaunch realsense2_camera rs_camera.launch
//see images
rosrun image_view image_view image:=/camera/color/image_raw

3.8查看相机内参等信息通过rostopic echo /camera/color/data_raw

4.用imu_utils标定IMU数据　

双目相机 -- IMU联合标定_双目+imu 如何标定-CSDN博客

使用Kalibr标定相机和IMU（ZED+px4）外参-CSDN博客（我参考了这篇博客的imu）

sudo apt-get install libdw-dev

4.1下载imu_utils和code_utils,并将imu_utils和code_utils放在工作空间下。

code_utils.zip

imu_utils.zip

注意：

1. code_utils 依赖 ceres库，需要先全局安装ceres库，okvis等内部的ceres不行。

2. 由于imu_utils依赖code_utils，所以先把code_utils放在工作空间的src下面，然后编译。

3. 编译code_utils 报错， fatal error: backward.hpp: No such file or directory

解决办法：在code_utils下面找到sumpixel_test.cpp，修改#include “backward.hpp” 为

#include “code_utils/backward.hpp” 即可编译成功。

cd catkin_ws
catkin_make

4.2编译成功以后，再把imu_utils放到工作空间的src下面，进行编译。

cd catkin_ws
catkin_make

4.3让IMU静止不动两个小时，录制IMU的bag.

cd MYNT-EYE-D-SDK
source wrappers/ros/devel/setup.bash
roslaunch mynteye_wrapper_d display.launch
rosbag record /mynteye/imu/data_raw -O imu.bag

4.4两个小时以后按Ctrl+C完成录制。

4.5获得这四个参数

Gyr:
   avg-axis:
      gyr_n: 3.1820671461855504e-03
      gyr_w: 3.0693398103399251e-05
Acc:
   avg-axis:
      acc_n: 2.6449533258549235e-02
      acc_w: 7.2111910796954259e-04

5.录制imu和相机的bag包

rosbag record /camera/color/image_raw /mavros/imu/data_raw -O imu_camera.bag

注意：1.录制bag包的时候imu的频率应为200hz左右

2.录制的时候要注意按照官方的说法-充分激励IMU- 绕3个轴旋转和3个方向的平移，这里有个官方视频介绍，打不开的话有人把它搬到B站上了https://www.youtube.com/watch?app=desktop&v=puNXsnrYWTY
3.三个topic按照自己的情况改。另外可以再加两个(非必要)： /camera/left/camera_info /camera/right/camera_info

4.录制时间大于30min

6.相机、imu、标定板yaml文件

相机

cam0:
  cam_overlaps: [] 
  camera_model: "pinhole"  # 相机模型，kalibr也支持鱼眼模型
  distortion_coeffs: [0.0, 0.0, 0.0, 0.0]  # 相机畸变参数
  distortion_model: "radtan"  # 畸变模型
  intrinsics: [603.3211669921875, 602.70361328125, 324.1352844238281, 242.0079803466797]  # 内参
  resolution: [640, 480]  # 分辨率
  rostopic: "/camera/color/image_raw"  # ROS话题

imu

rostopic: /mavros/imu/data_raw
update_rate: 195 #Hz

accelerometer_noise_density: 0.1 #VINS默认 0.2
accelerometer_random_walk: 0.03 #0.05
gyroscope_noise_density: 0.02 #0.02
gyroscope_random_walk: 0.00004 #4e-5

target

#example for aprilgrid
  target_type: 'aprilgrid' #gridtype
  tagCols: 6                  #number of apriltags
  tagRows: 6                  #number of apriltags
  tagSize: 0.02              #size of apriltag, edge to edge [m]
  tagSpacing: 0.3             #ratio of space between tags to tagSize a=0.02cm b=0.006cm

7.运行获取结果

rosrun kalibr kalibr_calibrate_imu_camera --imu /home/fhzn/calib/imu.yaml --cam /home/fhzn/calib/camera.yaml --target /home/fhzn/calib/target.yaml --bag /home/fhzn/calib/imu_camera.bag --show-extraction