深度强化学习matlab代码相机标定

时间: 2023-09-04 16:08:10 浏览: 55
以下是使用深度强化学习进行相机标定的Matlab代码示例: ``` % 清除工作区变量和命令窗口 clc; clear all; close all; % 设置相机参数 K = [1000 0 320; 0 1000 240; 0 0 1]; % 内部参数矩阵 distCoeffs = [0 0 0 0]; % 畸变系数 % 生成标定板 boardSize = [7 10]; % 棋盘格纵横格数 squareSize = 25; % 格子大小 board = generateCheckerboardPoints(boardSize, squareSize); % 生成相机姿态和图像 nImages = 50; % 生成的图像数量 images = cell(nImages, 1); poses = cell(nImages, 1); for i = 1:nImages % 随机生成相机姿态 R = randn(3); [U, ~, V] = svd(R); R = U * V'; t = randn(3, 1) * squareSize; % 计算相机投影矩阵 P = K * [R t]; % 投影标定板到图像中 [imagePoints, ~] = projectPoints(board, [0 0 0], [0 0 0], P, distCoeffs); % 绘制图像 image = zeros(480, 640, 'uint8'); for j = 1:size(imagePoints, 1) u = round(imagePoints(j, 1)); v = round(imagePoints(j, 2)); if u >= 1 && u <= 640 && v >= 1 && v <= 480 image(v, u) = 255; end end images{i} = image; poses{i} = [reshape(R', 1, []), t']; end % 定义深度强化学习模型 model = rlDQNAgent(getObservationInfo(),getActionInfo()); % 训练深度强化学习模型 maxepisodes = 1000; maxsteps = 100; trainOpts = rlTrainingOptions('MaxEpisodes',maxepisodes,'MaxStepsPerEpisode',maxsteps,... 'Verbose',false,'Plots','training-progress'); doTraining = true; if doTraining % 执行训练 trainingStats = train(model,getTrainingData(),trainOpts); else % 加载训练好的模型 load('camera_calibration_agent.mat','model'); end % 测试深度强化学习模型 nTests = 10; % 测试次数 errors = zeros(nTests, 1); % 保存测试误差 for i = 1:nTests % 随机选择一张图像 idx = randi(nImages); image = images{idx}; pose = poses{idx}; % 使用深度强化学习模型进行相机标定 estimatedPose = calibrateCamera(image, model); % 计算误差 error = norm(pose - estimatedPose); errors(i) = error; % 显示结果 subplot(1, 2, 1); imshow(image); title('Original Image'); subplot(1, 2, 2); drawCamera(pose, 'Color', 'r'); drawCamera(estimatedPose, 'Color', 'g'); title(sprintf('Error: %.2f', error)); drawnow; end % 显示平均误差 meanError = mean(errors); disp(sprintf('Mean Error: %.2f', meanError)); % 定义获取观测值的函数 function obs = getObservationInfo() obs = rlNumericSpec([480 640 1]); obs.Name = 'image'; end % 定义获取动作的函数 function act = getActionInfo() act = rlFiniteSetSpec([-1 0 1], [3 3]); act.Name = 'action'; end % 定义获取训练数据的函数 function data = getTrainingData() data = struct(); data.image = images; data.pose = poses; end % 定义相机标定函数 function pose = calibrateCamera(image, model) % 预处理图像 image = imresize(image, [480 640]); image = im2double(image); image = image(:, :, 1); image = 1 - image; % 使用深度强化学习模型进行相机标定 state = image; done = false; while ~done action = getAction(model, state); switch action case -1 % 减小相机姿态 pose = decreasePose(model.UserData.pose); case 0 % 不改变相机姿态 pose = model.UserData.pose; case 1 % 增大相机姿态 pose = increasePose(model.UserData.pose); end state = projectBoard(pose); done = evaluateState(state); end end % 定义获取动作的函数 function action = getAction(model, state) action = predict(model, state); [~, idx] = max(action); action = idx - 2; end % 定义生成随机相机姿态的函数 function pose = randomPose() R = randn(3); [U, ~, V] = svd(R); R = U * V'; t = randn(3, 1) * 100; pose = [reshape(R', 1, []), t']; end % 定义增大相机姿态的函数 function pose = increasePose(pose) R = reshape(pose(1:9), 3, 3)'; t = pose(10:end)'; t = t + R(:, 3) * 10; pose = [reshape(R', 1, []), t]; end % 定义减小相机姿态的函数 function pose = decreasePose(pose) R = reshape(pose(1:9), 3, 3)'; t = pose(10:end)'; t = t - R(:, 3) * 10; pose = [reshape(R', 1, []), t]; end % 定义将相机姿态投影到标定板上的函数 function points = projectBoard(pose) R = reshape(pose(1:9), 3, 3)'; t = pose(10:end)'; P = K * [R t]; [points, ~] = projectPoints(board, [0 0 0], [0 0 0], P, distCoeffs); end % 定义评估状态的函数 function done = evaluateState(state) boardPoints = projectBoard(model.UserData.pose); done = all(state(sub2ind(size(state), round(boardPoints(:, 2)), round(boardPoints(:, 1)))) == 1); end % 定义绘制相机的函数 function drawCamera(pose, varargin) R = reshape(pose(1:9), 3, 3)'; t = pose(10:end)'; cameraSize = 50; cameraColor = 'k'; if ~isempty(varargin) cameraSize = varargin{2}; end if length(varargin) >= 1 cameraColor = varargin{1}; end camera = [cameraSize cameraSize -cameraSize; cameraSize -cameraSize -cameraSize; -cameraSize -cameraSize -cameraSize; -cameraSize cameraSize -cameraSize]; camera = bsxfun(@plus, camera * R', t); line(camera([1 2 3 4 1], 1), camera([1 2 3 4 1], 2), camera([1 2 3 4 1], 3), 'Color', cameraColor, 'LineWidth', 2); line(camera([1 2], 1), camera([1 2], 2), camera([1 2], 3), 'Color', cameraColor, 'LineWidth', 2); line(camera([2 3], 1), camera([2 3], 2), camera([2 3], 3), 'Color', cameraColor, 'LineWidth', 2); line(camera([3 4], 1), camera([3 4], 2), camera([3 4], 3), 'Color', cameraColor, 'LineWidth', 2); line(camera([4 1], 1), camera([4 1], 2), camera([4 1], 3), 'Color', cameraColor, 'LineWidth', 2); end ```

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