极几何
机器视觉中摄像机标定中的名词
极几何,在世界坐标系,观察坐标系,像素坐标系等坐标系转换中是很重要的一个概念。
概念
对于双目视觉系统,即有两个摄像机,定义两个摄像机的光学中心点为C、C‘,在三维空间中存在一个场景点X,这个点与两个摄像机光学中心点共同构成的平面就是极平面π(epipolar plane),每个摄像机都有一个图像平面,分别为Image1和Image2,CX交Image1于x点,C'X交Image2于x'点,而CC'连线分别交两个图像平面于e和e',这两个点称为极点(epipoles),CC'称为基线(baseline)。极平面与图像平面相交于两条极线(epipolar line)l和l',这两条极线的关系是对应的(correspondence),而x、e、x'、e'分别位于l和l'上。
随着三维场景点的移动,极平面将绕着基线转动,这些极平面共同构成一个极平面束(an epipolar pencil),这些极平面与图像平面所交汇成的极线族分别都交于两个极点e和e'。
假如我们只知道X投射在图像平面Image1上的投射点x,我们如何去获知在另一个图像平面上(也就是Image2)x的相应点x'呢,这个相应点x'符合什么样一种几何规则呢?我们知道,极平面是由基线和xX共同构成的,从上面的介绍我们知道了这个相应点(现在还是未知点)也一定位于极平面π上,因此可以得出x'点位于极平面π与另一个图像平面Image2的交线l'上,也即l'是投射点x的反向投影在第二个视角(第二个图像平面)上的图像。这种关系在立体对应算(stereo correspondence algorithm)中有很大的好处,那就是不需要在整幅图像上寻找x的对应点(correspondence points),而只需要把范围限定在极线l'上即可。
图形说明
下面给出相关示意图,这样理解起来会更加容易:
参考资料
最新修订时间:2021-04-12 00:29
目录
概述
概念
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