标定板设计与制作：棋盘格与圆点阵的选择

标定板这东西，说白了就是给相机看的「尺子」。你想想看，相机标定的本质，就是通过已知空间坐标的点和图像坐标的对应关系，反推出相机内外参数。所以标定板的质量，直接决定了标定结果的精度。

我个人习惯把标定板分为两大类：棋盘格和圆点阵。它们各有各的脾气，选错了后面会吃不少苦头。

棋盘格 vs 圆点阵：怎么选？

先说说棋盘格。这是最经典、最常用的标定图案。黑白格子交替排列，角点检测算法非常成熟。OpenCV 里那个 findChessboardCorners 函数，我用过不下几百次。

圆点阵呢？它用圆形作为特征点。圆心检测的精度理论上比角点更高，因为圆形是亚像素级别的对称特征。但这里有个坑——

我的建议是：如果你是第一次做标定，或者相机视角变化范围大，优先选棋盘格。如果你对精度有极致要求，且相机基本正对标定板，可以试试圆点阵。

图案尺寸与精度要求

这里有个公式要记住：标定板上的特征点间距，应该覆盖整个视场角的 1/3 到 2/3。太小了，标定结果不稳定；太大了，边缘区域没有特征点，畸变校正会出问题。

举个例子。假设你的相机分辨率是 1920×1080，视场角 60°。那么标定板上的格子边长建议在 20mm-40mm 之间。我一般用 30mm 的棋盘格，内角点数量选 9×6 或 11×8。

精度方面，标定板的制造误差要控制在 0.1mm 以内。你想想看，如果格子边长标称 30mm，实际是 30.5mm，那标定出来的焦距就会偏 1.6% 左右。对于高精度测量来说，这个误差不可接受。

打印与粘贴规范

打印标定板，我踩过不少坑。这里直接给清单：

1. 纸张选择：用哑光相纸或高光相纸。普通 A4 纸太软，容易褶皱，而且反光严重。
2. 打印精度：至少 600 DPI。1200 DPI 更好。打印前用尺子量一下实际尺寸，确认没有缩放。
3. 粘贴基板：用 3mm 厚的亚克力板或铝板。不要用纸板，纸板会受潮变形。
4. 粘贴方法：喷胶或双面胶。关键是保证标定板完全平整，不能有气泡或褶皱。
5. 保护措施：如果经常使用，建议覆一层哑光膜。我有一块标定板用了两年，边角都磨白了，但中间区域依然可用。

不同光照条件下的材质选择

光照是标定过程中最容易被忽视的因素。你想想看，如果标定板表面反光，角点检测就会失败。

我根据光照条件，把材质选择分成三种情况：

室内环境最简单。我一般用哑光相纸打印，贴在亚克力板上。注意不要用高光相纸，那玩意在灯光下就是一面镜子。

室外环境就麻烦了。自然光变化大，而且可能有反光。我建议用哑光铝板，表面做阳极氧化处理。这种材质不反光，而且耐水耐晒。我在户外做过一次标定，从早上 8 点拍到下午 5 点，标定板一直放在三脚架上，结果数据依然可用。

强光或逆光场景，比如在车间里对着窗户拍，标定板上的黑白格会严重过曝。这时候只能用漫反射陶瓷板。这种板子表面有微结构，能把光线均匀散射。当然，价格也感人——一块 A3 大小的陶瓷标定板，可能要上千块。

标定板设计流程

下面这张图是我自己总结的标定板设计流程，你可以照着走一遍：

嗯，流程走完，标定板就设计好了。最后再啰嗦一句：标定板做好后，一定要用高精度尺子实测每个格子的尺寸。打印机的缩放误差是真实存在的，我见过最离谱的一次，打印出来的格子比设计值小了 2%。