OpenCV相机标定与3D重建(2)鱼眼相机模型

  • 操作系统:ubuntu22.04
  • OpenCV版本:OpenCV4.9
  • IDE:Visual Studio Code
  • 编程语言:C++11

算法描述

鱼眼相机是一种具有非常宽视野的相机,通常会产生强烈的径向畸变。鱼眼相机模型旨在捕捉这种畸变,以便能够准确地处理和校正图像。鱼眼相机模型通常使用多项式函数来描述径向畸变。

定义:设P是世界参考系中的一个3D点,其坐标为X(存储在矩阵X中)。点P在相机参考系中的坐标向量为:
X c = R X + T X_c = R X + T Xc=RX+T

其中R是对应于旋转向量ω的旋转矩阵: R = r o d r i g u e s ( ω ) R=rodrigues(ω) R=rodrigues(ω);称 x , y , z x,y,z x,y,z 为 X c Xc Xc的三个坐标:
x = X c 1 y = X c 2 z = X c 3 x = X_{c1} \\ y = X_{c2} \\ z = X_{c3} x=Xc1y=Xc2z=Xc3

针孔投影坐标P为a;b,其中
a = x z 和 b = y z a = \frac{x}{z} \quad \text{和} \quad b = \frac{y}{z} a=zx和b=zy
r 2 = a 2 + b 2 和 θ = arctan ⁡ ( r ) r^2 = a^2 + b^2 \quad \text{和} \quad \theta = \arctan(r) r2=a2+b2和θ=arctan(r)

鱼眼畸变:
θ d = θ ( 1 + k 1 θ 2 + k 2 θ 4 + k 3 θ 6 + k 4 θ 8 ) \theta_d = \theta (1 + k_1 \theta^2 + k_2 \theta^4 + k_3 \theta^6 + k_4 \theta^8) θd=θ(1+k1θ2+k2θ4+k3θ6+k4θ8)

畸变点的坐标为 x ′ ; y ′ x′;y′ x′;y′,其中
x ′ = ( θ d r ) a 和 y ′ = ( θ d r ) b x' = \left(\frac{\theta_d}{r}\right) a \quad \text{和} \quad y' = \left(\frac{\theta_d}{r}\right) b x′=(rθd)a和y′=(rθd)b

最终转换为像素坐标:最终的像素坐标向量 u;v为:
u = f x ( x ′ + α y ′ ) + c x v = f y y ′ + c y u = f_x (x' + \alpha y') + c_x \\ v = f_y y' + c_y u=fx(x′+αy′)+cxv=fyy′+cy
总结

通用相机模型 139包括透视投影,但没有畸变校正。

相关推荐
嵌入式老牛2 小时前
液晶段码(米/日字格)识别—倾斜校正
opencv·算法·仿射变换
LONGZETECH6 小时前
汽车仿真教学软件技术实现深度解析:从三维建模到学情数据闭环
c语言·3d·unity·架构·汽车
jinxindeep7 小时前
CVPR26最佳论文提名:SAM3D,单图生成可组合3D场景的基础模型
3d
无负今日_tq8 小时前
ESP32-S3 桌面语音移动机器人 DIY:可移动、可对话、带 OLED/RGB 和 3D 打印外壳
3d
毕安格 - BimAngle9 小时前
地理配准高级教程:局部坐标(无地理信息)模型篇
3d·cesium·gltf·glb·3d tiles
在水一缸10 小时前
深度解析:基于 3D Gaussian Splatting 技术的编辑器实践与原理
计算机视觉·3d·编辑器·aigc·3d建模·nerf·3d编辑器
君为先-bey10 小时前
CineMaster: 3D感知电影级视频生成框架文献深度阅读分析
3d·音视频·扩散模型
故渊at11 小时前
第一板块:Android 系统基石与运行原理 | 第五篇:Context 上下文与资源配置体系
android·人工智能·opencv·context·上下文·资源配置体系
ice81303318111 小时前
【Python】调用opencv识别图片人脸位置
人工智能·python·opencv
埃科光电21 小时前
打通全场景检测痛点UB系列相机赋能多元智造场景
图像处理·数码相机·计算机视觉·制造·相机