光電測量第八講視覺測量

光電測量第八講視覺測量第一頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期日用齊次坐標(biāo)描述為：或：第二頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期日3.攝像機(jī)坐標(biāo)系和世界坐標(biāo)系第三頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期日（1）Ocxcyczc與Owxwywzw之間是三維剛體變換關(guān)系，可描述如下：第四頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期日4.攝像機(jī)線性成像模型－基于中心攝影變換（透視投影變換）－坐標(biāo)系的建立不同，具體的表達(dá)形式不一樣，但本質(zhì)一樣（1）后向投影模型第五頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期日－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(diǎn),O1(0,0,-f)－Oc:攝像機(jī)透視投影中心,Oc(0,0,0)－Oc-xcyczc:攝像機(jī)坐標(biāo)系－O1-XY:攝像機(jī)像平面坐標(biāo)系,X軸平行于xc軸，Y軸平行于yc軸－P：空間三維點(diǎn)，P(xc,yc,zc)－p：P對應(yīng)的攝像機(jī)像平面上的二維點(diǎn),p(X,Y,-f)

根據(jù)向量的性質(zhì)有：第六頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期日即

于是得到攝像機(jī)的透視投影模型：

進(jìn)一步可用矩陣表示如下：第七頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期日（2）前向投影模型（請同學(xué)們推導(dǎo)）（3）后向投影模型（攝像機(jī)坐標(biāo)系的原點(diǎn)與圖像坐標(biāo)系的原點(diǎn)重合，板書圖示，請同學(xué)們推導(dǎo)）第八頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期日（4）討論－若已知點(diǎn)在的三維坐標(biāo)（xc,yc,zc）,則唯一確定其對應(yīng)的像平面上的二維坐標(biāo)(X,Y)；－若已知點(diǎn)在的二維坐標(biāo)(X,Y)，卻不能唯一確定其對應(yīng)的空間三維坐標(biāo)（xc,yc,zc）。如何解決這個問題？第九頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期日二、齊次坐標(biāo)初等幾何中的無窮遠(yuǎn)點(diǎn)：相交、平行直線只有一個無窮遠(yuǎn)點(diǎn)直線可以看成是封閉的，是圓的特殊形式攝像機(jī)成像的數(shù)學(xué)抽象（用一維情形說明）：為什么引入無窮遠(yuǎn)點(diǎn)？不加說明，直接給出齊次坐標(biāo)的標(biāo)定形式從兩條直線相交說明無窮遠(yuǎn)點(diǎn)嚴(yán)格的數(shù)學(xué)定義－無窮遠(yuǎn)點(diǎn)（低維點(diǎn)在高一維仿射坐標(biāo)系下的矢量坐標(biāo)即為低維點(diǎn)的齊次坐標(biāo)）

第十頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期日三、歐氏空間的剛體變換一維、二維、三維

舊坐標(biāo)系：Oxy,P點(diǎn)坐標(biāo)（x,y）

新坐標(biāo)系：O’x’y’,P點(diǎn)坐標(biāo)（x’,y’）

O’在Oxy坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為（x0,y0）

（給出二維的剛體變換公式:矢量的加減運(yùn)算）第十一頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期日四.射影變換（仿射變換）一維二維第十二頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期日五.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第十三頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期日六.雙目立體視覺測量模型

1.兩個攝像機(jī)成像模型的組合

2.中間加一個剛體變換平行雙目：視差D一般雙目第十四頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期日第十五頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期日七.立體匹配

1.外極線約束第十六頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期日2.一致性約束：灰度的相似性相似度評價函數(shù)：第十七頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期日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)性第十八頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期日八.結(jié)構(gòu)光三維視覺測量模型

1.攝像機(jī)模型＋光平面模型

2.簡化為空間兩個平面（兩