代码解读 | VINS_Mono中的鱼眼相机模型

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VINS_Mono中的鱼眼相机模型

VINS_Mono代码支持的相机包括针孔模型和鱼眼模型相机，针孔模型大家都比较熟悉了，今天向大家介绍一种鱼眼相机模型——MEI模型及其标定方法。

相机模型

投影模型

相比针孔模型可以将3d点直接投影到归一化平面，鱼眼相机则多了一个中间过程：先将3d点投影到单位球面，再将单位球面上的点投影到归一化平面上。废话不多说，请看鱼眼相机投影模型示意图：

file

代码解读

VINSMono中相机模型对应代码在/VINS-Mono/cameramodel/src/camera_models/CataCamera.cc文件**liftSphere**()函数中，该函数是将$2d$ 投影到$3d$ 点（单位球面上），首先对$2d$去畸变，然后再投影到单位球面上。

去畸变过程代码如下：

//去畸变过程
     int n = 6;
    Eigen::Vector2d d_u;
    distortion(Eigen::Vector2d(mx_d, my_d), d_u);//得到畸变量
    // Approximate value
    mx_u = mx_d - d_u(0);
    my_u = my_d - d_u(1);

    for (int i = 1; i < n;   i)//循环去畸变多次，使结果更接近真值
    {
        distortion(Eigen::Vector2d(mx_u, my_u), d_u);
        mx_u = mx_d - d_u(0);
        my_u = my_d - d_u(1);
    }

将去畸变后的$2d$ 点投影到归一化球面代码如下：

    double xi = mParameters.xi();
    if (xi == 1.0) 
    {
        lambda = 2.0 / (mx_u * mx_u   my_u * my_u   1.0);
        P << lambda * mx_u, lambda * my_u, lambda - 1.0;
    }
    else
    {
        lambda = (xi   sqrt(1.0   (1.0 - xi * xi) * (mx_u * mx_u   my_u * my_u))) / (1.0   mx_u * mx_u   my_u * my_u);
        P << lambda * mx_u, lambda * my_u, lambda - xi;
    }

其中xi对应公式$(7)$ 中的$ xi$ 。

reference

1. Mei, C. and P. Rives. Single view point omnidirectional camera calibration from planar grids. in Robotics and Automation, 2007 IEEE International Conference on. 2007. IEEE.
2. Jamaluddin A Z , Mazhar O , Morel O , et al. Design and calibration of an omni-RGB D camera. International Conference on Ubiquitous Robots & Ambient Intelligence. IEEE, 2016.
3. Camera Calibration