数码照相机的双目定位方法 第3页
在 坐标系下记为 ,在O-xyz坐标系下记为 。则 的外形线 为一等腰三角形,设 。又假设当 大于90度时;则令 ;当 大于90度时,责令 ;当 时,责令 。令矢量 与x’轴的正向沿逆时针方向的夹角为 。空间椭圆 在像平面 上的投影曲线 的方程建立过程如下。
在平面 内,椭圆 在 下的方程可以表示为
把(2)和(3)代入式(1),并用 代替 ,则得到在 坐标系下椭圆锥面 的方程为 (4)
由图二可见,坐标系O-xyz与坐标系 只存在旋转关系,设由下式形式给出
(5)
令 ,利用式(5),则式(4)转换为在坐标系O-xyz下斜椭圆锥面 的方程为 (6)
将像平面 :z=f 代入式(6),并令
则得到在O-xyz坐标系,空间椭圆O -A B C D 在像平面上的透视投影曲线的方程为
(k^2+n^2-r^2+2(kl+np-rs)xy+(l^2+p^2-s^2)+2(mk+nq-rt)x+2(ml+pq-st)y+m^2+q^2- t^2=0 (7)
表达式为二次曲线,但在实际的视觉检测系统中,被测物体总是处于像平面的前方照相机的视场之内,且一般不与照相机平行。因此,空间椭圆O -A B C D 在像平面上的投影曲线为一椭圆曲线。
于是,空间椭圆在像平面上的投影椭圆曲线的中心坐标(a,b)可写为:
空间椭圆O -A B C D 的中心O 在像平面上投影像点的坐标可以利用直线OO 与像平面的交点来求取。
结合图(7),由空间解析几何的知识容易得到直线OO 在坐标系o-xyz下的方程为
(8)
直线OO 与象平面:z=f的交点即为O 点的实际像点。把z=f代入式(9),得到O 点的投影像点的坐标(a ,b )的表达式为
(10)
其中
k =r cos -r cos , l =r cos - r cos , m = (r cos -r cos )f
= r cos -r cos , p = r cos -r cos , q = (r cos -r cos )f
根据下面的编程
model:
sets:
n/1..4/:x,y;
endsets
data:
x,y=-620.5 635.0
-295.0 611.5
-746.0 -350.0
226.5 -387.5;
413.0 534.5
enddata
@for(n:x^2*b+x*b+y^2*c+y*d+x*y*e+f>0);
a*c>0;end
得到像中心的坐标(-620.5,635.0), (-259.0,611.5) , (-746.0,-350.0), (226.5,-387.5) ,(413.0,534.5)
辣 模型检验
采用两套对称平面反射镜和单照相机,从对称的两个角度同时采集物体同一特征点的两幅图象。这实际上是相当于单一照相机通过两套平面镜像出两个完全一致的虚拟照相机,而包含物体特征点的两幅图象也相当于从两个虚拟照相机采集到的。这相当于传统的由双照相机组成的双目视觉,从两个不同位置获取的被测物体的两幅图象,因此,他具有双目视觉的功能。
设反射镜 , 的交点为坐标系的原点,则照相机的投影中心坐标为(o,-d ),反射镜 所在直线方程z=tan , 所在直线方程为z=tan *(x-l),则o关于 的对称点 的坐标为:(-dsin2 ,dcos2 )。 关于 的对称点为
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