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【Ubuntu18.04】激光雷达与相机联合标定（Livox+HIKROBOT）（一）相机内参标定

2026-10-20 12:51:31 来源：互联网转载

Livox+HIKROBOT联合标定——相机内参标定

引言
1 海康机器人HIKROBOT SDK二次开发并封装ROS
- 1.1 介绍
- 1.2 安装MVS SDK
- 1.3 封装ROS packge
- 2 览沃Livox SDK二次开发并封装ROS
- 3 相机雷达联合标定——相机内参标定
- - 3.1 环境配置
  - - 3.1.1 安装依赖——PCL 安装
    - 3.1.2 安装依赖——Eigen 安装
    - 3.1.3 安装依赖——Ceres-solver 安装
    - 3.1.4 下载源码，编译准备
    - 3.1.5 程序节点概括
    - 3.2 相机内参标定
    - - 3.2.1 前期准备
      - 3.2.2 cameraCalib标定
      - **`��错`** （若无报错则跳过此步骤）
        引言
        
        Livox Lidar + HIKROBOT Camera 联合标定
        参考链接：相机雷达标定文档
        安装ROS环境，参考笔者的博客：【ROS】Ubuntu18.04安装Ros
        
        1 海康机器人HIKROBOT SDK二次开发并封装ROS
        
        1.1 介绍
        
        参考链接：海康Camera MVS Linux SDK二次开发封装ROS packge过程记录（c++）
        
        海康的相机没有ros驱动，且对linux开发不太友好（但支持windows），因此需要重写了sdk接口，并创建了ros节点封装成ros包，方便linux环境下ros的调用
        完整版ros驱动：https://github.com/luckyluckydadada/HIKROBOT-MVS-ROS-package
        
        即使海康的相机是usb传输数据，但是不同于其他usb设备的调用，海康的相机并不会在/dev/目录下映射ttyUSB或video1这样的设备，所以不能用open/read/write这样的system call的方式打开设备，所以https://github.com/ros-drivers/usb_cam这样的usb ros驱动无法支持。因此只能自己开发ros驱动包。
        海康的打开设备的方式在MvUsb3VDevice.h和MvGigEDevice.h中实现（分别对应usb3.0相机和以太网相机），具体过程并没有开源，只提供了相应的so文件，海康提供了统一的接口MV_CC_EnumDevices实现对两种设备（usb3.0接口和以太网接口）的调用，因此开发一个ros驱动包是两种相机都适用的。海康的相机sdk虽然不开源，但是提供了armhf和aarch64架构编译的so文件。
        1.2 安装MVS SDK
        
        参考笔者的博客：
        【HIKROBOT】海康机器人：工业相机SDK二次开发
        
        1.3 封装ROS packge
        
        海康威视工业相机sdk的ros驱动包的安装步骤：
        
        step1：安装
        
        # 创建catkin工作空间mkdir ws_hk_mvs_ros # 克隆源码到工作空间（海康机器人的ROS软件包）git clone https://github.com/luckyluckydadada/HIKROBOT-MVS-ROS-package.git ws_hk_mvs_ros/srccd ws_hk_mvs_ros# 编译Catkin工作空间中的ROS包catkin_make
        
        step2：直接运行node
        需要先启动roscore
        
        source ./devel/setup.bash rosrun hk_camera hk_camera_node
        
        step3：launch启动node
        
        source ./devel/setup.bash roslaunch hk_camera hk_camera.launch
        
        step4：launch启动node和rviz node
        用 rviz 订阅 /hk_camera_node/image_raw 查看照片
        
        source ./devel/setup.bash roslaunch hk_camera hk_camera_rviz.launch
        
        2 览沃Livox SDK二次开发并封装ROS
        
        参考笔者博客：【Ubuntu18.04】Livox Tele-15使用教程
        安装Livox环境和驱动
        
        # 安装Livox_SDKgit clone https://github.com/Livox-SDK/Livox-SDK.gitcd Livox-SDKcd build && cmake ..makesudo make install# 安装livox_ros_drivercd Livox-SDK # 进入Livox-SDK目录git clone https://github.com/Livox-SDK/livox_ros_driver.git ws_livox/srccd ws_livox # 进入工作空间catkin_make
        
        3 相机雷达联合标定——相机内参标定
        
        3.1 环境配置
        
        3.1.1 安装依赖——PCL 安装
        
        参考链接：Ubuntu18.04安装PCL 1.9.1(图文详解，附踩坑和测试)
        
        step1：安装依赖
        
        sudo apt-get updatesudo apt-get install git build-essential linux-libc-devsudo apt-get install cmake cmake-guisudo apt-get install libusb-1.0-0-dev libusb-dev libudev-devsudo apt-get install mpi-default-dev openmpi-bin openmpi-commonsudo apt-get install libflann1.8 libflann-devsudo apt-get install libeigen3-devsudo apt-get install libboost-all-devsudo apt-get install libvtk5.10-qt4 libvtk5.10 libvtk5-devsudo apt-get install libqhull* libgtest-devsudo apt-get install freeglut3-dev pkg-configsudo apt-get install libxmu-dev libxi-devsudo apt-get install mono-completesudo apt-get install qt-sdk openjdk-8-jdk openjdk-8-jre
        
        step2：下载源码
        建议安装1.9.1
        
        git clone https://github.com/PointCloudLibrary/pcl.git
        
        step3：编译源码
        
        cd pcl-pcl-1.9.1mkdir releasecd releasecmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=None -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr \ -DBUILD_GPU=ON-DBUILD_apps=ON -DBUILD_examples=ON \ -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr ..
        
        make
        
        step4：安装
        
        sudo make install
        
        step5：PCLVisualizer(需要可以安装)
        
        sudo apt-get install libopenni-devsudo apt-get install libopenni2-dev
        
        3.1.2 安装依赖——Eigen 安装
        
        简单命令安装
        
        sudo apt-get install libeigen3-dev
        
        3.1.3 安装依赖——Ceres-solver 安装
        
        下载ceres-solver-1.14.0
        
        git clone https://github.com/ceres-solver/ceres-solver
        
        依赖安装
        
        sudo apt-get install cmake sudo apt-get install libgoogle-glog-dev sudo apt-get install libatlas-base-dev sudo apt-get install libeigen3-dev sudo apt-get install libsuitesparse-dev sudo add-apt-repository ppa:bzindovic/suitesparse-bugfix-1319687 sudo apt-get update sudo apt-get install libsuitesparse-dev
        
        安装 ceres-solver
        
        tar zxf ceres-solver-1.14.0.tar.gzmkdir ceres-bin && cd ceres-bincmake ../ceres-solver-1.14.0make -j3make install
        
        至此需要的库安装完毕
        
        3.1.4 下载源码，编译准备
        
        # 进入工作空间cd ws_livox/srcgit clone https://github.com/Livox-SDK/livox_camera_lidar_calibration.git cd .. # 返回上一级目录catkin_makesource devel/setup.bash
        
        此时工作空间的目录结构为：
        3.1.5 程序节点概括
        
        此项目包括如下节点:
        
        cameraCalib - 标定相机内参
        pcdTransfer - 将雷达点云rosbag转换成PCD文件
        cornerPhoto -获得照片角点
        getExt1 - 计算外参节点１，只优化外参
        getExt2 - 计算外参节点２，同时优化内参和外参
        projectCloud - 把雷达点云投影到照片上 colorLidar - 雷达点云着色
        以下程序节点中如果想修改launch文件，需要到src/calibration/launch文件夹中找对应的launch文件。
        
        3.2 相机内参标定
        
        3.2.1 前期准备
        
        准备一块有黑白棋盘格的标定板(如下所示，可以打印出来)
        笔者实际用的标定版规格是：
        3.2.2 cameraCalib标定
        
        要准备20张以上的照片数据，各个角度和位置都要覆盖，拍摄的时候不要距离太近(3米左右)，如下图所示。
        采集棋盘格图像：
        
        方法1：直接使用HIKROBOT的上位机来抓取并保存图片
        
        选择指定的保存路径
        
        抓取图片
        
        方法2：使用 ROS可视化工具rqt_image_view查看并保存图片
        
        终端1：启动相机的ROS驱动（以HIKROBOT为例）
        # 进入工作空间source devel/setup.bash # 加载环境# roslaunch [软件包] 启动文件.launchroslaunch hk_camera hk_camera.launch
        
        终端2：保存好标定要用的图片
        # 加载环境source devel/setup.bash# 打开相机画面rqt_image_view
        
        说明：笔者以下数据使用官网下载的数据集来测试：
        测试数据下载：data.zip
        
        获得照片数据后，配置cameraCalib.launch中对应的路径和参数，默认是把照片数据放在data/camera/photos下，然后在data/camera/in.txt中写入所有需要使用的照片名称，如下图所示
        输入指令开始标定
        
        #进入工作空间cd ws_livox/source devel/setup.bashroslaunch camera_lidar_calibration cameraCalib.launch
        
        成功运行显示如下：
        标定结果中会保存在data/camera/result.txt中，包括重投影误差，内参矩阵和畸变纠正参数。
        内参结果
        
        一个3x3的内参矩阵(IntrinsicMatrix)
        ５个畸变纠正参数 k1, k2, p1, p2, k3
        报错（若无报错则跳过此步骤）
        
        解决方法：
        
        参考链接：
        解决 cv_bridge 与 opencv4 版本冲突问题
        
        下载 cv_bridge
        下载 noetic 版本的 cv_bridge。（noetic 版本的 cv_bridge 在 melodic 下也能使用，不过要做一些修改，后续会说明）
        下载地址：https://github.com/ros-perception/vision_opencv/tree/noetic
        下载完成后，将 cv_bridge 拷贝到 ros 工作空间的 src 文件夹下。
        此时工作空间的目录结构为：
        为了不影响原来的包，将该文件夹重命名为 cv_bridge_new，并且将cv_bridge_new文件夹下 CMakeLists.txt 文件中 project 名称修改为 cv_bridge_new：
        
        在 CMakeLists.txt 文件中指定我们自己的功能包中所用的 opencv4：
        
        并且修改 package.xml 中包的名称：
        
        报错1：
        解决方法：
        直接修改 cv_bridge_new的CMakeLists.txt 文件：
        
        ...if(PYTHONLIBS_VERSION_STRING VERSION_LESS "3.8")# Debian Busterfind_package(Boost REQUIRED python3)...
        
        报错2：
        解决方法：
        修改 cv_bridge_new/src/module.hpp 文件下 void* do_numpy_import()函数为（注意*要删除）
        
        static void do_numpy_import( ){ import_array( );}
        
        再次编译：
        
        catkin_make
        
        再次输入指令开始标定
        
        #进入工作空间cd ws_livox/source devel/setup.bashroslaunch camera_lidar_calibration cameraCalib.launch

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1.1 介绍

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1.3 封装ROS packge

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3 相机雷达联合标定——相机内参标定

3.1 环境配置

3.1.1 安装依赖——PCL 安装

3.1.2 安装依赖——Eigen 安装

3.1.3 安装依赖——Ceres-solver 安装

3.1.4 下载源码，编译准备

3.1.5 程序节点概括

3.2 相机内参标定

3.2.1 前期准备

3.2.2 cameraCalib标定

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1.3 封装ROS packge

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