光電測量第八講視覺測量

一、攝像機成像模型1.針孔成像近似模型從透鏡成像的基本原理得到近似－主光線－中心射影變換。2.兩個圖像坐標系（1）以像素為單位的圖像坐標系（計算機內存或屏幕）（2）以毫米為單位的圖像坐標系（攝像機CCD感光面）光電測量第八講視覺測量共21頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!用齊次坐標描述為：或：光電測量第八講視覺測量共21頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!3.攝像機坐標系和世界坐標系光電測量第八講視覺測量共21頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!（1）Ocxcyczc與Owxwywzw之間是三維剛體變換關系，可描述如下：光電測量第八講視覺測量共21頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!－f:有效焦距，即投影中心到像平面的距離；－光軸：zc軸；－O1：光軸與像平面的交點,O1(0,0,-f)－Oc:攝像機透視投影中心,Oc(0,0,0)－Oc-xcyczc:攝像機坐標系－O1-XY:攝像機像平面坐標系,X軸平行于xc軸，Y軸平行于yc軸－P：空間三維點，P(xc,yc,zc)－p：P對應的攝像機像平面上的二維點,p(X,Y,-f)

根據(jù)向量的性質有：光電測量第八講視覺測量共21頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!（2）前向投影模型（請同學們推導）（3）后向投影模型（攝像機坐標系的原點與圖像坐標系的原點重合，板書圖示，請同學們推導）光電測量第八講視覺測量共21頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!二、齊次坐標初等幾何中的無窮遠點：相交、平行直線只有一個無窮遠點直線可以看成是封閉的，是圓的特殊形式攝像機成像的數(shù)學抽象（用一維情形說明）：為什么引入無窮遠點？不加說明，直接給出齊次坐標的標定形式從兩條直線相交說明無窮遠點嚴格的數(shù)學定義－無窮遠點（低維點在高一維仿射坐標系下的矢量坐標即為低維點的齊次坐標）

光電測量第八講視覺測量共21頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!四.射影變換（仿射變換）一維二維光電測量第八講視覺測量共21頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!六.雙目立體視覺測量模型1.兩個攝像機成像模型的組合2.中間加一個剛體變換平行雙目：視差D一般雙目光電測量第八講視覺測量共21頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!七.立體匹配1.外極線約束光電測量第八講視覺測量共21頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!3.唯一性約束4.連續(xù)性約束：（1）順序一致性；（2）視差連續(xù)性光電測量第八講視覺測量共21頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!光電測量第八講視覺測量共21頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!4.攝像機線性成像模型－基于中心攝影變換（透視投影變換）－坐標系的建立不同，具體的表達形式不一樣，但本質一樣（1）后向投影模型光電測量第八講視覺測量共21頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!即

于是得到攝像機的透視投影模型：

進一步可用矩陣表示如下：光電測量第八講視覺測量共21頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!（4）討論－若已知點在的三維坐標（xc,yc,zc）,則唯一確定其對應的像平面上的二維坐標(X,Y)；－若已知點在的二維坐標(X,Y)，卻不能唯一確定其對應的空間三維坐標（xc,yc,zc）。如何解決這個問題？光電測量第八講視覺測量共21頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!三、歐氏空間的剛體變換一維、二維、三維

舊坐標系：Oxy,P點坐標（x,y）

新坐標系：O’x’y’,P點坐標（x’,y’）

O’在Oxy坐標系下的坐標為（x0,y0）

（給出二維的剛體變換公式:矢量的加減運算）光電測量第八講視覺測量共21頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!五.不變量1.簡比2.交比射影不變量3.兩條二次曲線射影不變量光電測量第八講視覺測量共21頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!光電測量第八講視覺測量共21頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!2.一致性約束：灰度的相似性相似度評價函數(shù)：光電測量第八講視覺測量共21頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!八.結構光三維視覺測量模型

1.攝像機模型