成像原理 【三维重建】学习笔记——壹( 三 )


(2)坐标系的转换:
在世界坐标系中重构很多个体素,如何对应?
斯坦福公开课():详细介绍三维重建的一切基础,过于理论,需要扎实的数学基础
1. 小孔成像:
没有小孔,同一点会落在很多地方,一个地方对应很多点,无法得到成像的确切对应关系 。也是相机的基本组成之一,f是焦距,o是光圈,如下图所示:
2. 相机坐标系:

成像原理  【三维重建】学习笔记——壹

文章插图
P是相机坐标系中实际的一点,成像P'落在像平面(以中心为原点)中,通过相似三角形,得到对应的映射关系
注意:单位的换算,米和像素的转换,相机一个像素对应的长度大小,越高端,单位像素对应的长度越小,图像越清晰 。
f、k、l()均为相机内参
再将相平面坐标系转换到像素坐标系中(原点从中心点转换为右上角的点,平移实现)
问题:对应关系是否为线性?(例如两个坐标系x的对应,其中erfa固定,但是z呢?z一定固定吗)
x变了,z大概率也变
解决:齐次坐标
3. 齐次坐标变换:
本质就是再增加一个维度,欧氏空间变为齐次空间
在变换回来:
齐次坐标满足线性关系,寻找对应关系 。
齐次坐标中的变换时为了得到变换矩阵,且这个矩阵是不变的(而且与z无关) 。
(3)相机的参数:1. 相机内参
根据在齐次坐标中得到的对应关系的变换矩阵可以定义相机内参,即 K 。
K表示空间中点到图像中的对应关系;相机本身参数,固定值;是三维重建中必须要知道的一个指标 。
2. 相机外参
为了实现不同视角拍摄物体的照片可以统一结合在像素空间,需要“中间商”相机坐标系,而世界坐标系到相机坐标系,需要一个旋转平移矩阵P 。
其中R是3*3的矩阵,T是3*1的矩阵(X,Y,Z三个方向),RT就是像机位姿,即相机外参 。
不难看出,相机内参是解决相机坐标系到像素坐标系的参数;外参是解决世界坐标系到相机坐标系的参数,二者缺一不可 。
像素坐标系-->相机坐标系-->世界坐标系的对应:
【成像原理【三维重建】学习笔记——壹】下一章就可以开始相机标定啦!