标定前需先安装librealsense SDK2.0以及realsense-ros，可参考教程：Intel Realsense D455深度相机的标定及使用（一）——安装librealsense SDK2.0以及realsense-ros
三、IMU标定
1、重力加速度自检
插入相机并静置， 终端输入realsense-viewer，开启realsense-viewer左侧的Motion Module模块，将鼠标放在加速度计（Accel stream）上，观察g_norm读数是否在9.8附近。
2、 利用官方的rs_imu_calibration.py工具进行IMU自校准
**g_norm读数正常的，请跳过此步骤，直接进入步骤3**；g_norm读数不正常的，利用官方的rs_imu_calibration.py工具进行IMU自校准，详情参考官方网站：
https://dev.intelrealsense.com/docs/imu-calibration-tool-for-intel-realsense-depth-camera
我将官方文档中Ubuntu系统下的大致步骤列出如下，英文不好的可以做个参照（window请看源文档）。
（a）下载rs_imu_calibration.py脚本
https://github.com/IntelRealSense/librealsense
通过上面的链接下载，下载后在tools/rs_imu_calibration文件夹里可以找到脚本文件rs_imu_calibration.py。
（b）构建Python环境及其他依赖包
检查Python版本，通过命令：**python --version**
这边使用的是Python2，如果2和3都安装的，运行如下命令进行手动切换。
sudo update-alternatives --config python
显示如下，键入python3的序号（这里是2），回车。
有 2 个候选项可用于替换 python (提供 /usr/bin/python)。
选择 路径 优先级 状态
- 0 /usr/bin/python3 150 自动模式
1 /usr/bin/python2 100 手动模式
2 /usr/bin/python3 150 手动模式要维持当前值[*]请按<回车键>，或者键入选择的编号：
**注意：**此方法不会修改Python的优先级，也就是之后还会切换回Python3。如果想更换Python2为默认环境，需要
sudo update-alternatives --install /usr/bin/python python /usr/bin/python2 150加上
sudo update-alternatives --install /usr/bin/python python /usr/bin/python3 100命令来修改优先级。**两种方法二选一！！！**
有些依赖或者软件之前安装过，以防万一，建议还是install一下。
sudo apt-get install python-pip
sudo pip install numpy
sudo pip install pyrealsense2
（c）运行脚本
插上相机，进入rs_imu_calibration.py文件所在文件夹（我的在~/Packages/librealsense-master/tools/rs-imu-calibration下），运行
python rs-imu-calibration.py
出现如下界面，并不停地有读数进来。
（d）从6个位置捕获IMU数据
将相机以下图所示位置摆放（螺纹孔朝下，懒得自己照相了，图用的是官方文件中的D435i）
位置1
放置正确后终端会出现：Status.collect_data[...................]]，期间不要移动相机，直到省略号满格出现Direction data collected。若不小心移动，会出现Status.collect_dataWARNING: MOVING的警告，此时摆正位置不要移动直到出现Direction data collected
出现Direction data collected后翻转相机到下一个位置。依次在位置2~6重复操作：
位置2
位置3
位置4
位置5
位置6
（f）更新数据
6个位置都捕获完成后，会提示
意思是是否保存原数据，按回车不保存原数据。然后会计算出重力加速度值：
计算完后会提示：*Would you like to write the results to the camera? (Y/N)。键入Y写入到设备*
3、下载编译用于IMU标定的code_utils和imu_utils
（1）Ceres安装
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-devCeres安装：
git clone https://github.com/ceres-solver/ceres-solver.git
cd ceres-solver
mkdir build
cd build
cmake ..
make -j4
sudo make install
（2）下载编译code_utils
mkdir -p ~/Calibration/IMU_ws/src ##可自定义
cd ~/Calibration/IMU_ws/src
git clone https://github.com/gaowenliang/code_utils.git
cd ..
catkin_make -j4
报错解决1：error：libdw.h没有那个文件或目录
解决措施：sudo apt-get install libdw-dev
报错解决2：error：backward.hpp没有那个文件或目录
解决措施：将sumpixel_test.cpp中# include "backward.hpp"
改为：#include "code_utils/backward.hpp"
报错解决3：error：‘integer_sequence’ is not a member of ‘std’
解决措施： 将CMakeLists.txt中的
set(CMAKE_CXX_FLAGS "-std=c++11")改成
set(CMAKE_CXX_STANDARD 14)
（3）下载编译imu_utils
cd ~/Calibration/IMU_ws/src ##和code_utils的工作空间保持一致
git clone https://github.com/gaowenliang/imu_utils.git
cd ..
catkin_make -j4
4、IMU标定
（1）修改launch文件并启动相机
在~/Packages/RealsenseRos_ws/src/realsense-ros/realsense2_camera/launch文件夹下（路径仅供参考，具体参照之前realsense-ros的工作空间），复制rs_camera.launch到同一个目录下，并重命名为rs_imu_calibration.launch(命名随意)。并将新文件中的<arg name="unite_imu_method" default=""/>修改为
<arg name="unite_imu_method" default="linear_interpolation"/>
这样做的目的是将accel和gyro的数据合并得到imu话题，不这样做发布的topic没有合并的camera/imu话题。
用新launch文件启动相机
roslaunch realsense2_camera rs_imu_calibration.launch
使用rostopic list查看是否有/camera/imu话题发布。
（2）录制imu数据包
在保存bag包的路径打开终端，静置相机，终端输入：
rosbag record -O imu_calibration /camera/imu
放置时间建议大于2h（官方建议）。
（3）编写启动文件
cd ~/Calibration/IMU_ws/src/imu_utils/launch ##路径仅供参考
gedit d455_imu_calibration.launch
写入
<launch></launch><node pkg="imu_utils" type="imu_an" name="imu_an" output="screen"> <!--TOPIC名称和上面一致--> <param name="imu_topic" type="string" value= "/camera/imu"/> <!--imu_name 无所谓--> <param name="imu_name" type="string" value= "d455"/> <!--标定结果存放路径--> <param name="data_save_path" type="string" value= "$(find imu_utils)/data/"/> <!--数据录制时间-min--> <param name="max_time_min" type="int" value= "120"/> <!--采样频率，即是IMU频率，采样频率可以使用rostopic hz /camera/imu查看，设置为200，为后面的rosbag play播放频率--> <param name="max_cluster" type="int" value= "200"/> </node>
（4）imu标定
在刚才imu_utils的工作空间下打开终端（我的是~/Calibration/IMU_ws），运行
source ./devel/setup.bash
roslaunch imu_utils d455_imu_calibration.launch
回放数据包,打开新的终端
cd 存放imu_calibration.bag的路径
rosbag play -r 200 imu_calibration.bag
标定完成后在~/Calibration/IMU_ws/src/imu_utils/data下查看，主要看d455_imu_param.yaml文件，文件内容如下（结果仅供参考）：
可将标定结果移动到自己创建的文件夹里，后续的标定结果也放在这里（我的路径是~/Calibration/D455/imu_calibration）。
四、多相机标定
1、kalibr安装编译
kalibr的安装编译与版本环境有很大关系，不同版本的安装差异很大，建议参照官网教程：
https://github.com/ethz-asl/kalibr/wiki/installation
2、标定板制作或淘宝购买
在kalibr的工作空间下打开终端：
source ./devel/setup.bash
#生成标定板PDF文件（这里是以A4纸的规格生成的）
rosrun kalibr kalibr_create_target_pdf --type apriltag --nx 6 --ny 6 --tsize 0.022 --tspace 0.3
在工作空间下会找到PDF文件，使用A4纸100%缩放打印出来，量一下大格子的尺寸是否是0.022m（2.2cm），贴在墙上。
参照官方格式编写yaml文件保存到自己放置自己标定结果的文件夹（~/Calibration/D455）
target_type: 'aprilgrid' #gridtype
tagCols: 6 #number of apriltags 列数
tagRows: 6 #number of apriltags 行数
tagSize: 0.022 #size of apriltag, edge to edge [m] 大格子尺寸，单位为米
tagSpacing: 0.3 #ratio of space between tags to tagSize 小格子与大格子尺寸的比值#example: tagSize=2m, spacing=0.5m --> tagSpacing=0.25[-]
3、修改相机启动文件
在~/Packages/RealsenseRos_ws/src/realsense-ros/realsense2_camera/launch文件夹下（路径仅供参考，具体参照之前realsense-ros的工作空间），创建文件rs_imu_stereo_calibration_640.launch(懒得对比原文件了直接写个新的，后面联合标定也用这个，命名随意)。
<launch>
<arg name="serial_no" default=""/>
<arg name="usb_port_id" default=""/>
<arg name="device_type" default=""/>
<arg name="json_file_path" default=""/>
<arg name="camera" default="camera"/>
<arg name="tf_prefix" default="$(arg camera)"/>
<arg name="external_manager" default="false"/>
<arg name="manager" default="realsense2_camera_manager"/>
<arg name="output" default="screen"/>
<arg name="respawn" default="false"/>
<arg name="fisheye_width" default="-1"/>
<arg name="fisheye_height" default="-1"/>
<arg name="enable_fisheye" default="false"/>
<arg name="depth_width" default="640"/>
<arg name="depth_height" default="480"/>
<arg name="enable_depth" default="true"/>
<arg name="confidence_width" default="-1"/>
<arg name="confidence_height" default="-1"/>
<arg name="enable_confidence" default="true"/>
<arg name="confidence_fps" default="-1"/>
<arg name="infra_width" default="640"/>
<arg name="infra_height" default="480"/>
<arg name="enable_infra" default="false"/>
<arg name="enable_infra1" default="true"/>
<arg name="enable_infra2" default="true"/>
<arg name="infra_rgb" default="false"/>
<arg name="color_width" default="640"/>
<arg name="color_height" default="480"/>
<arg name="enable_color" default="true"/>
<arg name="fisheye_fps" default="-1"/>
<arg name="depth_fps" default="30"/>
<arg name="infra_fps" default="30"/>
<arg name="color_fps" default="30"/>
<arg name="gyro_fps" default="200"/>
<arg name="accel_fps" default="250"/>
<arg name="enable_gyro" default="true"/>
<arg name="enable_accel" default="true"/>
<arg name="enable_pointcloud" default="false"/>
<arg name="pointcloud_texture_stream" default="RS2_STREAM_COLOR"/>
<arg name="pointcloud_texture_index" default="0"/>
<arg name="allow_no_texture_points" default="false"/>
<arg name="ordered_pc" default="false"/>
<arg name="enable_sync" default="true"/>
<arg name="align_depth" default="false"/>
<arg name="publish_tf" default="true"/>
<arg name="tf_publish_rate" default="0"/>
<arg name="filters" default=""/>
<arg name="clip_distance" default="-2"/>
<arg name="linear_accel_cov" default="0.01"/>
<arg name="initial_reset" default="false"/>
<arg name="reconnect_timeout" default="6.0"/>
<arg name="wait_for_device_timeout" default="-1.0"/>
<arg name="unite_imu_method" default="linear_interpolation"/>
<arg name="topic_odom_in" default="odom_in"/>
<arg name="calib_odom_file" default=""/>
<arg name="publish_odom_tf" default="true"/>
<arg name="stereo_module/exposure/1" default="7500"/>
<arg name="stereo_module/gain/1" default="16"/>
<arg name="stereo_module/exposure/2" default="1"/>
<arg name="stereo_module/gain/2" default="16"/>
<group ns="$(arg camera)">
<include file="$(find realsense2_camera)/launch/includes/nodelet.launch.xml">
<arg name="tf_prefix" value="$(arg tf_prefix)"/>
<arg name="external_manager" value="$(arg external_manager)"/>
<arg name="manager" value="$(arg manager)"/>
<arg name="output" value="$(arg output)"/>
<arg name="respawn" value="$(arg respawn)"/>
<arg name="serial_no" value="$(arg serial_no)"/>
<arg name="usb_port_id" value="$(arg usb_port_id)"/>
<arg name="device_type" value="$(arg device_type)"/>
<arg name="json_file_path" value="$(arg json_file_path)"/>
<arg name="enable_pointcloud" value="$(arg enable_pointcloud)"/>
<arg name="pointcloud_texture_stream" value="$(arg pointcloud_texture_stream)"/>
<arg name="pointcloud_texture_index" value="$(arg pointcloud_texture_index)"/>
<arg name="enable_sync" value="$(arg enable_sync)"/>
<arg name="align_depth" value="$(arg align_depth)"/>
<arg name="fisheye_width" value="$(arg fisheye_width)"/>
<arg name="fisheye_height" value="$(arg fisheye_height)"/>
<arg name="enable_fisheye" value="$(arg enable_fisheye)"/>
<arg name="depth_width" value="$(arg depth_width)"/>
<arg name="depth_height" value="$(arg depth_height)"/>
<arg name="enable_depth" value="$(arg enable_depth)"/>
<arg name="confidence_width" value="$(arg confidence_width)"/>
<arg name="confidence_height" value="$(arg confidence_height)"/>
<arg name="enable_confidence" value="$(arg enable_confidence)"/>
<arg name="confidence_fps" value="$(arg confidence_fps)"/>
<arg name="color_width" value="$(arg color_width)"/>
<arg name="color_height" value="$(arg color_height)"/>
<arg name="enable_color" value="$(arg enable_color)"/>
<arg name="infra_width" value="$(arg infra_width)"/>
<arg name="infra_height" value="$(arg infra_height)"/>
<arg name="enable_infra" value="$(arg enable_infra)"/>
<arg name="enable_infra1" value="$(arg enable_infra1)"/>
<arg name="enable_infra2" value="$(arg enable_infra2)"/>
<arg name="infra_rgb" value="$(arg infra_rgb)"/>
<arg name="fisheye_fps" value="$(arg fisheye_fps)"/>
<arg name="depth_fps" value="$(arg depth_fps)"/>
<arg name="infra_fps" value="$(arg infra_fps)"/>
<arg name="color_fps" value="$(arg color_fps)"/>
<arg name="gyro_fps" value="$(arg gyro_fps)"/>
<arg name="accel_fps" value="$(arg accel_fps)"/>
<arg name="enable_gyro" value="$(arg enable_gyro)"/>
<arg name="enable_accel" value="$(arg enable_accel)"/>
<arg name="publish_tf" value="$(arg publish_tf)"/>
<arg name="tf_publish_rate" value="$(arg tf_publish_rate)"/>
<arg name="filters" value="$(arg filters)"/>
<arg name="clip_distance" value="$(arg clip_distance)"/>
<arg name="linear_accel_cov" value="$(arg linear_accel_cov)"/>
<arg name="initial_reset" value="$(arg initial_reset)"/>
<arg name="reconnect_timeout" value="$(arg reconnect_timeout)"/>
<arg name="wait_for_device_timeout" value="$(arg wait_for_device_timeout)"/>
<arg name="unite_imu_method" value="$(arg unite_imu_method)"/>
<arg name="topic_odom_in" value="$(arg topic_odom_in)"/>
<arg name="calib_odom_file" value="$(arg calib_odom_file)"/>
<arg name="publish_odom_tf" value="$(arg publish_odom_tf)"/>
<arg name="stereo_module/exposure/1" value="$(arg stereo_module/exposure/1)"/>
<arg name="stereo_module/gain/1" value="$(arg stereo_module/gain/1)"/>
<arg name="stereo_module/exposure/2" value="$(arg stereo_module/exposure/2)"/>
<arg name="stereo_module/gain/2" value="$(arg stereo_module/gain/2)"/>
<arg name="allow_no_texture_points" value="$(arg allow_no_texture_points)"/>
<arg name="ordered_pc" value="$(arg ordered_pc)"/>
</include>
</group>
</launch>
4、启动相机并关闭结构光
roslaunch realsense2_camera rs_imu_stereo_calibration_640.launch
rosrun rqt_reconfigure rqt_reconfigure
将图中红圈部分改为OFF
5、打开rviz并修改相机帧数
新终端运行roscore 和 rviz，点击add添加双目对应的topic，/camera/color/image_raw、/camera/infra1/image_rect_raw、/camera/infra2/image_rect_raw
按照官方建议修改相机帧数为4Hz，并命名为新话题（此方法会使得发布频率略小于4Hz，报告影响不大）。
rosrun topic_tools throttle messages /camera/color/image_raw 4.0 /color
rosrun topic_tools throttle messages /camera/infra1/image_rect_raw 4.0 /infra_left
rosrun topic_tools throttle messages /camera/infra2/image_rect_raw 4.0 /infra_right
查看实际频率
rostopic hz /color /infra_left /infra_right
6、录制bag包
在bag保存路径打开终端
rosbag record -O camera_calibration_4Hz /infra_left /infra_right /color
录制时的要求：通过rviz界面观察，手持相机对准标定板。偏航角左右摆动3次，俯仰角摆动3次，滚转角摆动3次，上下移动3次，左右移动3次，前后移动3次，然后自由移动一段时间，摆动幅度要大一点，让视角变化大一点，但是移动要缓慢一点，同时要保证标定板在3个相机视野内部，整个标定时间要在90s以上更好。
7、使用kalibr标定
cd ~/Calibration/Kalibr_ws #路径仅供参考
source ./devel/setup.bash
关于第三句命令， 需要根据自己的情况修改。修改说明如下
首先是rosrun kalibr kalibr_calibrate_cameras，
第二段--target ~/Calibration/D455/Aprilgrid.yaml（改为自己标定板yaml文件的路径），
第三段--bag ~/Dataset/Calibration_D455/640_480/camera_calibration_4Hz.bag，
第四五六段--models pinhole-radtan pinhole-radtan pinhole-radtan这句话不用改，表示三个摄像头的相机模型和畸变模型（详细解释参考Supported models · ethz-asl/kalibr Wiki · GitHub）
第七段--topics /infra_left /infra_right /color话题名称，按我之前步骤来的不用改，
第八段----bag-from-to 5 169 表示处理bag中5-169秒的数据，根据自己录制的bag来确定（通过rosbag info+bag名称 来查看），
第九段--show-extraction表示显示检测特征点的过程
第十段----approx-sync 0.04是三个相机时间同步的容许误差（可以不加这段试试，我的会标定失败）
综合起来，对于我自己的情况，完整命令如下：
rosrun kalibr kalibr_calibrate_cameras --target /home/andyvictory/Calibration/D455/Aprilgrid.yaml --bag ~/Dataset/Calibration_D455/640_480/camera_calibration_4Hz.bag --models pinhole-radtan pinhole-radtan pinhole-radtan --topics /infra_left /infra_right /color --bag-from-to 5 169 --show-extraction --approx-sync 0.04
标定过程可能有点漫长................
如果出现报错：cannot import name NavigationToolbar2Wx
将PlotCollection.py中的NavigationToolbar2Wx换成NavigationToolbar2WxAgg
最终得到的三个结果文件保存在了kalibr的工作空间下，将文件移动到自己保存结果的文件夹里。看一下camera_calibration_4Hz-report-cam.pdf中的三个相机重投影误差reprojection error，至少也得在1px以内吧，下面是我标定的结果。
五、IMU+双目相机联合标定
1、编写chain.yaml文件
编写chain.yaml并保存（能找到就行，我还是放在了~/Calibration/D455/640_480下），根据自己之前IMU和相机标定的结果，参照下面的格式编写：
cam0:
camera_model: pinhole
distortion_coeffs: [0.006252205171105866, -0.0040039163191851815, 0.0028253923865729047, 0.0014894484127909796]
distortion_model: radtan
intrinsics: [387.3061040278026, 388.70426392594715, 321.2185553432099, 243.710879951254]
resolution: [640, 480]
rostopic: /infra_left
cam1:
T_cn_cnm1:
- [0.9999988621914934, -0.0012557567512840304, 0.0008358771987739831, -0.09586169575038382]
- [0.0012560162153501813, 0.9999991631746745, -0.0003099567850981058, -0.0002414148329795646]
- [-0.0008354872689652846, 0.000311006307742342, 0.9999996026179666, -0.0001722652642823169]
- [0.0, 0.0, 0.0, 1.0]
camera_model: pinhole
distortion_coeffs: [0.006593825120537277, -0.008671743399946441, 0.0037681282760781776, 0.0014848895024164256]
distortion_model: radtan
intrinsics: [388.18404676436523, 389.27254650876796, 321.4035775541331, 243.8629884469389]
resolution: [640, 480]
rostopic: /infra_right
其中，T_cn_cnm1:表示的是左目相机到右目相机的旋转和平移。
2、录制bag包
参照之前录制相机标定bag的步骤：
roscore
rviz
roslaunch realsense2_camera rs_imu_stereo_calibration_640.launch
rosrun rqt_reconfigure rqt_reconfigure ##关闭结构光
修改相机和IMU发布的频率（这里录制的画面包括了/color相机，我这边是为了以后使用，要是不需要，只用于标定的话可以不录制color的话题即把下面第三句删掉）：
rosrun topic_tools throttle messages /camera/infra1/image_rect_raw 20.0 /infra_left
rosrun topic_tools throttle messages /camera/infra2/image_rect_raw 20.0 /infra_right
rosrun topic_tools throttle messages /camera/color/image_raw 20.0 /color
rosrun topic_tools throttle messages /camera/imu 200.0 /imu
在bag的保存路径打开终端并录制（只录制两个相机画面的这里不需要/color）：
rosbag record -O imu_stereo_640.bag /infra_left /infra_right /color /imu
3、联合标定
cd ~/Calibration/Kalibr_ws #路径仅供参考
source ./devel/setup.bash
运行命令（参照之前相机标定过程修改）
rosrun kalibr kalibr_calibrate_imu_camera --bag ~/Dataset/Calibration_D455/640_480/imu_stereo_640.bag --cam ~/Calibration/D455/640_480/second/chain.yaml --imu ~/Calibration/D455/IMU/imu.yaml --target ~/Calibration/D455/Aprilgrid.yaml --bag-from-to 5 136 --show-extraction
标定结果的四个文件还是放在kalibr的工作空间下，打开imu_stereo_640-results-imucam.txt查看，重投影误差Reprojection error，两个相机的mean都起码都得在0.5以下。
至此，相机和IMU各自的标定和联合标定的工作都已完成，下一步就是根据标定结果跑自己的算法了。下一篇将以VINS-Fusion算法运行自己用Realsense D455相机录制的数据包。
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