Kamerakalibrierung

Automatisieren intrinsischer und extrinsischer Kalibrierungs-Workflows für Einzel-, Fisheye-, Stereo-, Multikamera- und Roboter-Hand-Augen-Konfigurationen

Bei der Kamerakalibrierung werden die Kameraparameter anhand von Bildern geschätzt, die ein Kalibriermuster enthalten. Die Parameter umfassen intrinsische Eigenschaften der Kamera, Verzerrungskoeffizienten sowie extrinsische Eigenschaften der Kamera. Mit diesen Kameraparametern können Sie Objektiv-Verzerrungseffekte aus einem Bild entfernen, planare Objekte messen, 3D-Szenen aus den Bildern mehrerer Kameras rekonstruieren und weitere Computer-Vision-Anwendungen durchführen.

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Die Kalibrierung von Fisheye-Kameras erweitert diesen Prozess durch die Schätzung von Parametern und Verzerrungskoeffizienten, die für Fisheye-Objektive spezifisch sind. Dies ist für die Korrektur extremer Verzerrungen und die genaue Zuordnung von Bildpunkten zu realen Koordinaten in Anwendungen wie SLAM, Odometrie, Überwachung, VR und Image Stitching unerlässlich. Die Multikamera-Kalibrierung sorgt dafür, dass alle Kameras in einem System ein einheitliches Verständnis der Szenengeometrie haben, was Aufgaben wie 3D-Bewegungserfassung, -Rekonstruktion und -Photogrammetrie ermöglicht, während die Hand-Augen-Kalibrierung von Robotern die räumliche Beziehung zwischen Roboterarm und Kamera für präzises Visual Servoing und entsprechende Interaktionen festlegt. Sie können die Camera Calibrator-App und -Funktionen für die intrinsischen und extrinsischen Eigenschaften sowie die Verzerrung bei Einzelkameras und die Stereo Camera Calibrator-App und -Funktionen für Stereoparameter und relative Ausrichtungen sowie spezielle Fisheye-Kalibrierfunktionen zur Beseitigung von Verzerrungen und genauen 3D-Rekonstruktion von Weitwinkeln verwenden.

Apps

Camera Calibrator	Estimate geometric parameters of a single camera
Stereo Camera Calibrator	Estimate geometric parameters of a stereo camera

Funktionen

alle erweitern

Generieren und Erkennen von Kalibriermustern

Schachbrett

detectCheckerboardPoints Detect checkerboard pattern in image

Kreisgitter

detectCircleGridPoints Detect circle grid pattern in images (Seit R2021b)

ChArUco-Board

`detectCharucoBoardPoints`	Detect ChArUco board pattern in images (Seit R2024b)
`generateCharucoBoard`	Generate ChArUco board image (Seit R2024b)

AprilGrid

detectAprilGridPoints Detect keypoints of AprilGrid pattern in images (Seit R2024b)

Benutzerdefiniertes Muster

vision.calibration.PatternDetector Interface for defining custom planar pattern detectors (Seit R2021b)

Generieren von Weltpunkten

`patternWorldPoints`	Generate world point locations of a camera calibration pattern (Seit R2024b)
`generateWorldPoints`	Generate world coordinates for keypoints of custom planar pattern (Seit R2021b)

Muster für die Multikamera-Kalibrierung

`detectPatternPoints`	Detect keypoints of calibration pattern in images from multiple cameras (Seit R2025a)
`detectMultiPatternPoints`	Detect keypoints of multiple calibration patterns (Seit R2026a)

AprilTag und ArUco-Marker

`readAprilTag`	Detect and estimate pose for AprilTag in image
`readArucoMarker`	Detect and estimate pose for ArUco marker in image (Seit R2024a)
`generateArucoMarker`	Generate ArUco marker images (Seit R2024a)

Schätzen von Kameraparametern

Lochkamera

`estimateCameraParameters`	Calibrate a single or stereo camera
`estimateCameraProjection`	Estimate camera projection matrix from world-to-image point correspondences (Seit R2022b)

Fisheye-Kamera

estimateFisheyeParameters Calibrate fisheye camera

Stereokamera

estimateStereoBaseline Estimate baseline of stereo camera

Mehrere Kameras

estimateMultiCameraParameters Calibrate extrinsic parameters of multiple cameras with overlapping views (Seit R2025a)

Roboter-Kamera

estimateCameraRobotTransform Estimate pose of camera relative to robot using hand-eye calibration (Seit R2025a)

Speichern der Ergebnisse

Einzelne Kamera

`cameraParameters`	Object for storing camera parameters
`cameraIntrinsics`	Object for storing intrinsic camera parameters
`cameraIntrinsicsKB`	Intrinsic camera parameters based on Kannala-Brandt model (Seit R2024a)
`cameraProjection`	Camera projection matrix (Seit R2022b)

Mehrere Kameras

multiCameraParameters Store multi-camera system parameters (Seit R2025a)

Fisheye-Kamera

`fisheyeIntrinsics`	Object for storing intrinsic fisheye camera parameters
`fisheyeParameters`	Object for storing fisheye camera parameters

Stereokamera

stereoParameters Object for storing stereo camera system parameters

Fehlermetriken

`cameraCalibrationErrors`	Object for storing standard errors of estimated camera parameters
`stereoCalibrationErrors`	Object for storing standard errors of estimated stereo parameters
`extrinsicsEstimationErrors`	Object for storing standard errors of estimated camera extrinsics and distortion coefficients
`intrinsicsEstimationErrors`	Object for storing standard errors of estimated camera intrinsics and distortion coefficients
`fisheyeCalibrationErrors`	Object for storing standard errors of estimated fisheye camera parameters
`fisheyeIntrinsicsEstimationErrors`	Object for storing standard errors of estimated fisheye camera intrinsics

Beseitigen von Verzerrungen

Lochkamera

`undistortImage`	Correct image for lens distortion
`undistortPoints`	Correct point coordinates for lens distortion

Fisheye-Kamera

`undistortFisheyeImage`	Correct fisheye image for lens distortion
`undistortFisheyePoints`	Correct point coordinates for fisheye lens distortion

Visualisieren der Ergebnisse

`pcshow`	Plot 3-D point cloud
`plotCamera`	Plot camera in 3-D coordinates
`showExtrinsics`	Visualize extrinsic camera parameters
`showReprojectionErrors`	Visualize calibration errors
`stereoAnaglyph`	Create red-cyan anaglyph from stereo pair of images

Schätzen der Kameraposition

`estimateExtrinsics`	Calculate location of calibrated camera (Seit R2022b)
`extr2pose`	Convert extrinsics to camera pose (Seit R2022b)
`pose2extr`	Convert camera pose to extrinsics (Seit R2022b)
`estrelpose`	Calculate relative rotation and translation between camera poses (Seit R2022b)

Umrechnungen

`rotmat2vec3d`	Convert 3-D rotation matrix to rotation vector (Seit R2022b)
`rotvec2mat3d`	Convert 3-D rotation vector to rotation matrix (Seit R2022b)
`cameraIntrinsicsToOpenCV`	Convert camera intrinsic parameters from MATLAB to OpenCV (Seit R2021b)
`cameraIntrinsicsFromOpenCV`	Convert camera intrinsic parameters from OpenCV to MATLAB (Seit R2021b)
`stereoParametersToOpenCV`	Convert stereo camera parameters from MATLAB to OpenCV (Seit R2021b)
`stereoParametersFromOpenCV`	Convert stereo camera parameters from OpenCV to MATLAB (Seit R2021b)

Themen

What Is Camera Calibration?
Estimate the parameters of a lens and image sensor of an image or video camera.
What Is Robot Hand-Eye Calibration?
Understand moving- and stationary- robot camera configurations for hand-eye calibration.
What Is Multi-Camera Calibration?
Estimate position and orientations of cameras in a multi-camera system.
Fisheye Calibration Basics
Fisheye camera model and calibration in MATLAB.
Using the Single Camera Calibrator App
Prepare camera calibration images and estimate camera intrinsic parameters.
Using the Stereo Camera Calibrator App
Calibrate a stereo camera, which you can then use to recover depth from images.
Calibration Patterns
Camera Calibration using a checkerboard, circle grid, or custom detector pattern.
Prepare Camera and Capture Images for Camera Calibration
Set up your camera and capture camera calibration images to use with the calibrator app.
Prepare Cameras and Capture Images for Multi-Camera Calibration
Set up your camera and capture camera calibration images for multi-camera calibration.
Point Feature Types
Choose functions that return and accept points objects for several types of features.
Koordinatensysteme
Angabe von Pixel-Indizes, räumlichen Koordinaten und 3D-Koordinatensystemen