【问题标题】:3D Correspondences from fundamental matrix来自基本矩阵的 3D 对应关系
【发布时间】:2011-01-12 10:40:54
【问题描述】:

在 MATLAB 中,我使用标准化的 Eight point algorithm 计算了 Fundamental matrix(两个图像)。从那我需要triangulate 3D 空间中的相应图像点。据我了解,要做到这一点,我需要图像相机的旋转和平移。当然,最简单的方法是先calibrate the cameras,然后再拍摄图像,但这对我的应用程序来说太窄了,因为它需要这个额外的步骤。

所以剩下的就是auto (self) camera calibration。我看到提到了bundle adjustment,但在An Invitation to 3D Vision 中似乎需要初始平移和旋转,这让我认为需要校准相机或者我的理解不足。

所以我的问题是如何自动提取旋转/平移,以便将图像点重新投影/三角剖分到 3D 空间中。任何 MATLAB 代码或伪代码都会很棒。

【问题讨论】:

    标签: matlab math computer-vision linear-algebra matlab-cvst


    【解决方案1】:

    您可以使用基本矩阵来恢复相机矩阵并从其图像中对 3D 点进行三角测量。但是,您必须注意,您将获得的重建将是投影重建,而不是欧几里得重建。如果您的目标是测量原始场景中的投影不变量,例如交叉比率、线交叉点等,这将很有用,但它不足以测量角度和距离(您必须为此校准相机)。

    如果您可以访问Hartley and Zisserman's textbook,您可以查看第 9.5.3 节,您可以在其中找到从基本矩阵到允许您计算投影重建的一对相机矩阵所需的内容(我相信相同的内容出现在马一书的第 6.4 节)。从source code for the book's algorithms is available online 开始,您可能需要检查函数 vgg_P_from_F、vgg_X_from_xP​​_lin 和 vgg_X_from_xP​​_nonlin。

    【讨论】:

    • 我最终使用了 Hartley/Zisserman 书中的算法 12.1“最佳三角测量方法”。使用“Matlab 的相机校准工具箱”校准相机
    • 第 9.5.3 节读到类似“当且仅当 PTFP 是斜对称时,非零矩阵 F 是对应于一对相机矩阵 P 和 P 的基本矩阵。”这没有帮助。 :(
    【解决方案2】:

    我认为 Peter 的 matlab 代码会对您有很大帮助:

    http://www.csse.uwa.edu.au/~pk/research/matlabfns/

    Peter 发布了许多基本的矩阵解决方案。 zisserman 书中提到了原始算法

    http://www.amazon.com/exec/obidos/tg/detail/-/0521540518/qid=1126195435/sr=8-1/ref=pd_bbs_1/103-8055115-0657421?v=glance&s=books&n=507846

    另外,当你在玩的时候,别忘了看看基本的矩阵歌曲:

    http://danielwedge.com/fmatrix/

    在我的诚实意见中,一个很好的作品!

    【讨论】:

      【解决方案3】:

      如果您的 3D 空间可以任意选择,您可以将您的第一个相机矩阵设置为

      P = [I | 0]
      

      没有平移,没有旋转。这将为您留下一个从相机 1 定义的坐标系。那么校准第二个相机应该不会太难。

      【讨论】:

      • 你会从那里使用像捆绑调整这样的算法吗?
      • 如果可能的话,我想我会尝试使用某种校准对象来找到给定第一个理想相机的第二个相机的旋转。否则我想捆绑调整将是一个不错的起点。
      • 要执行校准,需要使用某种校准对象,例如棋盘。这仍然可以使用非校准对象完成,但结果不是那么好,除非可以提取大量 准确 对应关系。从进一步阅读来看,捆绑调整是一种算法,一旦存在就可以改进校准结果。
      • P1 = K * [eye(3), [0 0 0]']; P2 = K * [R, t]; P1, P2 是相机矩阵。 K 是校准矩阵。 (Matlab 符号)
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