三維重建技術學習筆記

2022-02-21 21:36:09 字數 1836 閱讀 8217

參考座標系

1.計算機影象座標系(pixel coordinate system)

用o0-uv表示

2.成像平面座標系(retinal coordinate system)

用o1-xy表示

3.攝像機座標系(camara coordinate system)

用oc-xcyczc表示

4.世界座標系(world coordinate system)

o-xwywzw

我們的目的是要求出世界座標系和物體座標系之間的關係:

也可寫成:

需要標定的引數

外部引數----r和t

攝像機的外部引數用來描述攝像機座標系與世界座標系之間的關係,它表明了攝像機處在世界座標系中的位置和方位。

r 有9 個元素,但是因為r 是單位正交矩陣,滿足6 個正交約束關係,所以實際上旋轉矩陣r 只有3 個獨立的引數。

t也有3個引數。

因此共有6個獨立的外部引數。

內部引數k

主要包括影象主點座標 (u0 ,v0 ),u軸和v 軸的尺度因子 fu、fv 以及透鏡的傾斜因子s(一般認定為0)

這樣共有4個獨立的內部引數。

標定方法

最簡單的標定方法是直接線性變換方法,是 abdel-aziz 和karara 首先於1971 年提出的。

不失一般性,讓l23=1,這樣總共有11個引數。這樣如果知道參照物上n(n>5)個點的座標,便可以通過線性最小二乘法來計算。

還有其他的標定方法,都需要乙個參考物體,這樣每次得用乙個一直物體去測,太麻煩,解決的辦法是自標定

自標定需要用到射影幾何的知識

攝影幾何

n 維射影空間pn 的點可以用n+1 維向量座標表示x=[x1,x2,…,xn+1],其中至少有乙個值不為0。這樣的座標被稱為齊次座標,除非特殊說明,認為點和向量座標為同一表示。兩個n+1 維點x 和y 相等,當且僅當存在非零值λ使得對任意i(1≤i≤n+1),有xi=λyi,表示為x ∼ y 。

通常稱向量值 xn+1=0 的點為無窮遠點,這個概念和仿射空間an 緊密相連,在2.2 節會詳細的描述。

直射變換是射影空間下的一種對映,它保持了共線性。pm 到pn 的直射變換可以用(m+1)×(n+1)維矩陣h表示,點的線性直射變換可以表示為x

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