文档介绍：摄像机标定和三维重建胡占义中国科学院自动化研究所模式识别国家重点实验室主要内容 1、引言 2、图象的形成过程 3、传统标定方法 DLT 方法, RAC 方法和简易标定方法 4、预备知识 5、摄像机自标定 6、基于主动视觉的摄像机标定 7、分层重建理论 8、多视点几何引言几个问题什么是摄像机标定? 为什么要对摄像机进行标定? 为什么要研究不同的摄像机标定方法? 什么是三维重建? 为什么要进行三维重建? 引言三维重建是人类视觉的主要目的,也是计算机视觉的最主要的研究方向. ( Marr 1982) 所谓三维重建就是指从二幅和二幅以上图象恢复空间点三维坐标的过程。三维重建的三个关键步骤?图象对应点的确定?摄像机标定?二图象间摄像机运动参数的确定三维重建示意图 o ? I ? I Mo m ? m'e e l'l wz wx wy R,T图象的形成过程和摄像机针孔模型 O u摄像机坐标系摄像机坐标系 yxv 图像坐标系图像坐标系 cX cZcY 1O 世界坐标系世界坐标系 wX wZ wY wO 1 1、世界坐标系: 、世界坐标系: 2 2、摄像机坐标系: 、摄像机坐标系: 3 3、图像坐标系、图像坐标系: : wwwZYX,, cccZYX,,?? vu,?? yx,说明: 说明: 为了校正成像畸变为了校正成像畸变用理想图像坐标系用理想图像坐标系和真实图像坐标系和真实图像坐标系分别描述畸变前后的坐标关系分别描述畸变前后的坐标关系?? uuYX,?? ddYX,坐标系摄像机光学成像过程的四个步骤刚体变换刚体变换***投影***投影畸变校正畸变校正数字化图像数字化图像世界坐标系世界坐标系摄像机坐标系摄像机坐标系真实图像坐标系真实图像坐标系数字化图像坐标系数字化图像坐标系理想图像坐标系理想图像坐标系 tz y xRz y x w w w c c c?????????????????????????????????????????????????????1 101 3w w w Tc c cx y xtRz y x 1 1、刚体变换公式、刚体变换公式齐次坐标形式齐次坐标形式 CB 物体物体 A B图像图像 Of=OB f=OB 为透镜的焦距为透镜的焦距 m=OC m=OC 为像距为像距 n=AO n=AO 为物距为物距 nmf 111??fn ?? fm?一般地由于一般地由于于是于是这时可这时可以将透镜成像模型近以将透镜成像模型近似地用小孔模型代替似地用小孔模型代替 2、***投影——透镜成像原理图?? ccczyxM,, cX cZ cY uY uX?? uuyxm,o o c cuz xfx?? c cuz yfy?????????????????????????????????????1 0100 000 0001 c c c u ucz y xf fy xz写成齐次坐标形式为写成齐次坐标形式为 2、***投影——小孔成像模型