Zhang Calibration · 张氏相机标定与畸变校正验证

基于张正友棋盘格标定法的桌面软件，用于相机内参标定、图像去畸变，以及标定结果的物理尺寸验证与 Excel 报告导出。

功能概览

• 相机标定：批量读取棋盘格照片，检测角点，求解内参矩阵与畸变系数（k1, k2, p1, p2, k3），输出 .npz / .txt
• 畸变校正验证：加载标定文件，对验证图去畸变，在固定裁剪区域内自动检测棋盘格，测量格子物理长度并判定是否在容差内
• 图形界面：PyQt5 + Fluent 风格 UI，支持 JPG / PNG / HEIC
• 命令行：camera_calibration.py 与 image_undistort.py 可独立运行

环境要求

• Python 3.8+
• macOS 或 Windows

安装

cd calibration

python3 -m venv venv
source venv/bin/activate        # Windows: venv\Scripts\activate
pip install -r requirements.txt

运行（图形界面，推荐）

python zhang_calibration_app.py

GUI 使用流程

标签页 1：标定与结果

1. 点击「选择标定图片目录」，选择包含多张棋盘格照片的文件夹
2. 设置内角点列数、行数（例如 9×6）与格子边长（mm）
3. 点击「开始标定」，查看内参、畸变系数与重投影误差
4. 导出 .npz 标定文件

标签页 2：畸变校正验证

1. 加载上一步生成的 .npz（或 .txt）标定文件
2. 选择验证图片目录
3. 设置格子边长与容差（mm），系统自动去畸变并检测
4. 查看矫正前/后对比图，导出 Excel 验证报告

更详细的界面说明见 软件手册.md。

运行（命令行）

标定

python camera_calibration.py \
  --mode calibrate \
  --image_dir cali_data/data/image0 \
  --pattern 9 6 \
  --square_size 5.0

输出写入项目根目录下的 train_result/（运行时自动创建）。

导出可读 txt

python camera_calibration.py --mode export

去畸变与验证

python image_undistort.py \
  --image cali_data/data/test_image/IMG_4757.jpg \
  --calib train_result/txt_result/calibration_result_9x6.npz \
  --square_size 5.0

示例数据

仓库包含最小示例集，可直接用于试跑：

• cali_data/data/image0/ — 标定用棋盘格照片（15 张）
• cali_data/data/test_image/ — 验证用样例图

打包为 macOS 应用（可选）

chmod +x build_mac_app.sh
./build_mac_app.sh
# 成功后：dist/ZhangCalibration.app

项目结构

calibration/
├── zhang_calibration_app.py   # GUI 入口
├── camera_calibration.py      # 标定核心 + CLI
├── image_undistort.py         # 去畸变验证 + CLI
├── requirements.txt
├── build_mac_app.sh           # macOS 打包脚本
├── ZhangCalibration.spec      # PyInstaller 配置
├── cali_data/data/            # 示例图片
└── 软件手册.md                 # 详细用户手册