像素坐标to物理坐标

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了像素坐标to物理坐标。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

明确四个坐标系关系

图像像素坐标系:

像素坐标转化为实际坐标,计算机视觉,视觉检测,Powered by 金山文档

图1

图像物理坐标系:

像素坐标转化为实际坐标,计算机视觉,视觉检测,Powered by 金山文档

图2

相机坐标系(绿色):

像素坐标转化为实际坐标,计算机视觉,视觉检测,Powered by 金山文档

图3

世界坐标系(即物理坐标系):

与相机坐标系类似,同样是描述现实空间的笛卡尔坐标系,不过区别在于选定的坐标系的基不同,如紫色坐标系。

像素坐标转化为实际坐标,计算机视觉,视觉检测,Powered by 金山文档

图4

明确几个公式

图5来源于像素坐标、相机坐标、世界物理坐标之间的坐标转换条件。

像素坐标转化为实际坐标,计算机视觉,视觉检测,Powered by 金山文档

图5

以下坐标系转换内容来源于坐标转换(相机坐标系、世界坐标系、图像物理坐标系、图像像素坐标系)

相机坐标系-图像物理坐标系转换

在初中物理课堂上,我们可能都见过一个蜡烛投影实验:在一个暗箱的前方放着一支点燃的蜡烛,蜡烛的光透过暗箱上的一个小孔投影在暗箱的后方平面上,并在这个平面上形成一一个倒立的蜡烛图像。在这个过程中,小孔模型能够把三维世界中的蜡烛投影到一个二维成像平面。同理,我们可以用这个简单的模型来解释相机的成像过程,如下图6所示:

像素坐标转化为实际坐标,计算机视觉,视觉检测,Powered by 金山文档

图6

其中P为三维空间中的实际坐标点,P `为在图像上的二维映射点,O为相机光心,也是针孔模型的针孔。坐标系O-x-y-z为相机坐标系,O`-x`-y`为图像物理坐标系。设物理成像平面到小孔的距离为f(焦距),我们用(x,y)表示P`的二维坐标,用(X,Y,Z)表示P的三维坐标。则根据三角形相似有:

像素坐标转化为实际坐标,计算机视觉,视觉检测,Powered by 金山文档

其中负号表示图象是倒立的,而实际上相机得到的图像并不是倒像,这是因为相机自身的软件会帮助我们翻转这张图象,这里我们等价的把成像平面对称的放到相机前方,如下图7所示:

像素坐标转化为实际坐标,计算机视觉,视觉检测,Powered by 金山文档

图7

则把公式符号去掉得到:

像素坐标转化为实际坐标,计算机视觉,视觉检测,Powered by 金山文档
像素坐标转化为实际坐标,计算机视觉,视觉检测,Powered by 金山文档

这样我们就完成了相机坐标系到图像物理坐标系的转换,而两个坐标系的单位都是m。

图像物理坐标系-图像像素坐标系

我们先看一下如下图8:

像素坐标转化为实际坐标,计算机视觉,视觉检测,Powered by 金山文档

图8

图像物理坐标系我们在上面已经讲过其含义,就是以相机光心为原点、m为单位构造的二维图像坐标。而图像像素坐标系是以图像左上顶点为原点,横轴为u轴,纵轴为v轴,以像素为单位构造的二维图像坐标系。图中o为图像中点,亦是相机光点,在图像像素坐标系下其坐标为(u0,v0)。p点在图像物理坐标系下的坐标为(x,y),则可得到上述两个等式以及用矩阵表示的公式(即得到p点在图像像素坐标系下的坐标,其中dx,dy表示像素的物理尺寸)。于是我们就完成了图像物理坐标系到图像像素坐标系的转换。

相机坐标系-图像像素坐标系

我们只需要结合上述两个坐标系的转换即可得到相机坐标系到图像像素坐标系的转换。

结合上述式子我们可以得到:

像素坐标转化为实际坐标,计算机视觉,视觉检测,Powered by 金山文档
像素坐标转化为实际坐标,计算机视觉,视觉检测,Powered by 金山文档

我们令fx表示f/dx,fy表示f/dy。于是有:

像素坐标转化为实际坐标,计算机视觉,视觉检测,Powered by 金山文档
像素坐标转化为实际坐标,计算机视觉,视觉检测,Powered by 金山文档

使用矩阵表示为:

像素坐标转化为实际坐标,计算机视觉,视觉检测,Powered by 金山文档

其中K为我们通过相机标定得到的相机内参矩阵。注:在此图中u0,vo分别用cx,cy表示。

相机坐标系-世界坐标系

相机坐标系到世界坐标系的转换较为简单,只是相当于把坐标系进行旋转和平移而已。我们是把装甲板中心当作世界坐标系原点,装甲板宽所在方向当作X轴,高所在方向当作Y轴,由原点向正前方作射线,即可得到Z轴。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-678605.html

到了这里,关于像素坐标to物理坐标的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处: 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请点击违法举报进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

领支付宝红包 赞助服务器费用

相关文章

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

博客赞助

微信扫一扫打赏

请作者喝杯咖啡吧~博客赞助

支付宝扫一扫领取红包,优惠每天领

二维码1

领取红包

二维码2

领红包