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《視覺(jué)攝像機(jī)標(biāo)定方法總結(jié).pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫(kù)。
1、攝相機(jī)標(biāo)定中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所模式識(shí)別國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室http://www.nlpr.ia.ac.cn/english/rv主要內(nèi)容1、引言：什么是攝相機(jī)標(biāo)定2、攝相機(jī)標(biāo)定方法的分類(lèi)3、傳統(tǒng)攝相機(jī)標(biāo)定方法（或利用景物信息的標(biāo)定方法）4、主動(dòng)視覺(jué)攝相機(jī)標(biāo)定方法5、攝相機(jī)自標(biāo)定方法1、引言視覺(jué)目的三維重建是人類(lèi)視覺(jué)的主要目的，也是計(jì)算機(jī)視覺(jué)的最主要的研究方向.(Marr1982)所謂三維重建就是指從圖象出發(fā)恢復(fù)出空間點(diǎn)三維坐標(biāo)的過(guò)程。三維重建的三個(gè)關(guān)鍵步驟?圖象對(duì)應(yīng)點(diǎn)的確定?攝像機(jī)標(biāo)定?二圖象間攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的確定坐標(biāo)系XZwX,Y,ZwwwwYXc,Yc,ZcOww?u,v??x
2、,y?XcZxcuOv1yYOc圖像數(shù)字化Ou,v?u0,v0?1dx,dyYdyxdydcot?du?u??0dxdxxyvdd0Ov?v??1?X0ddysin?u0?u??fu?fucot?u0??xd???????f?1,f?1?v???0fv/sin?v0??yd?udxvdy??1????001????1??攝像機(jī)的內(nèi)參數(shù)矩陣K?xw??u??ffu?ffucot?u0???yz?v???0ff/sin?v??Rt??w?c???v0??z?w??1????001?????????????????1??K2、攝相機(jī)標(biāo)定方法分類(lèi)分三類(lèi)?傳統(tǒng)攝像機(jī)標(biāo)定方法?主動(dòng)視覺(jué)攝像
3、機(jī)標(biāo)定方法?攝像機(jī)自標(biāo)定方法1.傳統(tǒng)的攝像機(jī)標(biāo)定方法特點(diǎn)利用已知的景物結(jié)構(gòu)信息。常用到標(biāo)定塊。1.傳統(tǒng)的攝像機(jī)標(biāo)定方法?優(yōu)點(diǎn)可以使用于任意的攝像機(jī)模型，標(biāo)定精度高?不足標(biāo)定過(guò)程復(fù)雜，需要高精度的已知結(jié)構(gòu)信息。在實(shí)際應(yīng)用中很多情況下無(wú)法使用標(biāo)定塊。2.主動(dòng)視覺(jué)攝像機(jī)標(biāo)定方法?特點(diǎn)已知攝像機(jī)的某些運(yùn)動(dòng)信息?優(yōu)點(diǎn)通?？梢跃€性求解，魯棒性比較高?不足不能使用于攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)未知和無(wú)法控制的場(chǎng)合3.攝像機(jī)自標(biāo)定方法?特點(diǎn)僅依靠多幅圖像之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行標(biāo)定?優(yōu)點(diǎn)僅需要建立圖像之間的對(duì)應(yīng)，靈活性強(qiáng)，潛在應(yīng)用范圍廣。?不足非線性標(biāo)定，魯棒性不高3、攝像機(jī)傳統(tǒng)標(biāo)定方法主要內(nèi)容3.1、DLT方法3.
4、2、RAC方法3.3、張正友的平面標(biāo)定方法(ICCV,1999)3.4、孟胡的平面圓標(biāo)定方法(PR,2003)3.5、吳毅紅等的平行圓標(biāo)定方法(ECCV,2004)3.1、直接線性變換（DLT變換）DLT:DirectLinearTransformationDLT變換Abdal-Aziz和Karara于70年代初提出了直接線性變換像機(jī)定標(biāo)的方法，他們從攝影測(cè)量學(xué)的角度深入的研究了像機(jī)圖像和環(huán)境物體之間的關(guān)系，建立了像機(jī)成像幾何的線性模型，這種線性模型參數(shù)的估計(jì)完全可以由線性方程的求解來(lái)實(shí)現(xiàn)。DLT變換直接線性變換是將像點(diǎn)和物點(diǎn)的成像幾何關(guān)系在齊次坐標(biāo)下寫(xiě)成透視投影矩陣的形式：?
5、Xw??Xw??u??????????Yw??Yw?sv?KRt?P???Z?3?4?Z?ww??1???????1??1?其中?u,v,1?為圖像坐標(biāo)系下的點(diǎn)的齊次坐標(biāo)，?X,Y,Z?為www世界坐標(biāo)系下的空間點(diǎn)的歐氏坐標(biāo)，P為3?4的透視投影矩陣，s為未知尺度因子。DLT變換P??p?3?4ij消去s，可以得到方程組:pX?pY?pZ?p?puX?puY?puZ?pu?011w12w13w1431w32w33w34pX?pY?pZ?p?puX?puY?puZ?pu?021w22w23w1431w32w33w34DLT變換當(dāng)已知N個(gè)空間點(diǎn)和對(duì)應(yīng)的圖像上的點(diǎn)時(shí)，可以得到一個(gè)含有
6、2*N個(gè)方程的方程組：AL?0其中A為?2N*12?的矩陣，L為透視投影矩陣元素組成的??T向量p11,p12,p13,p14,p21,p22,p23,p24,p31,p32,p33,p34。DLT變換像機(jī)定標(biāo)的任務(wù)就是尋找合適的L，使得
7、
8、AL
9、
10、為最小，即min
11、
12、AL
13、
14、L給出約束：p?134'T?1TL??(CC)CB'L為L(zhǎng)的前11個(gè)元素組成的向量，C為A前11列組成的矩陣，B為A第12列組成的向量。DLT變換p?1是否合理？34約束p?1不具有旋轉(zhuǎn)和平移的不變性,解將隨著世34界坐標(biāo)系的選取不同而變化.證明：?Rt?世界坐標(biāo)系作剛性坐標(biāo)變換P'?P???01?'則p
15、?pt?pt?pt?p3431132233334'顯然在一般的情況下p?p3434DLT變換另一個(gè)約束2221具有旋轉(zhuǎn)和平移的不變性p?p?p?313233R1?r11,r21,r31?P3(p31,p32,p33)R?r13,r23,r33?3?1?3R?r,r,r??21222322向量R1,R2,R3是兩兩由cos2??cos2??cos2??1123垂直的單位向量3.2、R.Tsai的RAC的定標(biāo)算法簡(jiǎn)介80年代中期Tsai提出的基于RAC的定標(biāo)方法是計(jì)算機(jī)視覺(jué)像機(jī)定標(biāo)方面的一項(xiàng)重要
