光电测量第八讲视觉测量

1、光电测量第八讲视觉测量第1页，共21页，2022年，5月20日，4点29分，星期一用齐次坐标描述为：或：第2页，共21页，2022年，5月20日，4点29分，星期一3. 摄像机坐标系和世界坐标系第3页，共21页，2022年，5月20日，4点29分，星期一（1）Ocxcyczc与Owxwywzw之间是三维刚体变换关系，可描述如下：第4页，共21页，2022年，5月20日，4点29分，星期一4. 摄像机线性成像模型 基于中心摄影变换（透视投影变换） 坐标系的建立不同，具体的表达形式不一样，但本质一样（1）后向投影模型第5页，共21页，2022年，5月20日，4点29分，星期一 f : 有效焦距，即

2、投影中心到像平面的距离； 光轴：zc轴； O1：光轴与像平面的交点, O1(0,0,-f) Oc: 摄像机透视投影中心, Oc(0,0,0) Oc-xcyczc: 摄像机坐标系 O1-XY: 摄像机像平面坐标系,X轴平行于xc轴，Y轴平行于yc轴 P：空间三维点，P(xc,yc,zc) p：P对应的摄像机像平面上的二维点, p( X,Y,-f ) 根据向量的性质有：第6页，共21页，2022年，5月20日，4点29分，星期一即 于是得到摄像机的透视投影模型： 进一步可用矩阵表示如下：第7页，共21页，2022年，5月20日，4点29分，星期一（2）前向投影模型（请同学们推导）（3）后向投影模型

3、（摄像机坐标系的原点与图像坐标系的原点重合，板书图示，请同学们推导）第8页，共21页，2022年，5月20日，4点29分，星期一（4）讨论若已知点在的三维坐标（xc,yc,zc）,则唯一确定其对应的像平面上的二维坐标(X,Y)；若已知点在的二维坐标(X,Y)，却不能唯一确定其对应的空间三维坐标（xc,yc,zc）。如何解决这个问题？第9页，共21页，2022年，5月20日，4点29分，星期一二、齐次坐标初等几何中的无穷远点：相交、平行 直线只有一个无穷远点直线可以看成是封闭的，是圆的特殊形式摄像机成像的数学抽象（用一维情形说明）：为什么引入无穷远点？不加说明，直接给出齐次坐标的标定形式从两条直

4、线相交说明无穷远点严格的数学定义无穷远点 （低维点在高一维仿射坐标系下的矢量坐标即为低维点的齐次坐标） 第10页，共21页，2022年，5月20日，4点29分，星期一三、欧氏空间的刚体变换一维、二维、三维 旧坐标系：Oxy, P点坐标（x,y）新坐标系：Oxy, P点坐标（x,y）O在Oxy坐标系下的坐标为（x0,y0） （给出二维的刚体变换公式:矢量的加减运算）第11页，共21页，2022年，5月20日，4点29分，星期一四.射影变换（仿射变换）一维二维第12页，共21页，2022年，5月20日，4点29分，星期一五.不变量 1.简比 2.交比射影不变量 3.两条二次曲线射影不变量第13页，

5、共21页，2022年，5月20日，4点29分，星期一 六.双目立体视觉测量模型 1.两个摄像机成像模型的组合 2.中间加一个刚体变换平行双目：视差D一般双目第14页，共21页，2022年，5月20日，4点29分，星期一第15页，共21页，2022年，5月20日，4点29分，星期一 七. 立体匹配 1.外极线约束第16页，共21页，2022年，5月20日，4点29分，星期一2. 一致性约束：灰度的相似性相似度评价函数：第17页，共21页，2022年，5月20日，4点29分，星期一3. 唯一性约束4. 连续性约束：（1）顺序一致性；（2）视差连续性第18页，共21页，2022年，5月20日，4点29分，星期一 八.结构光三维视觉测量模型 1. 摄像机模型光平面模型 2. 简化为空间两个平面（两条直线）的中心射影变换模型第19页，共21页，2022年，5月20日，4点29分，星期一第20