三維重建原理提綱二維圖像重建三維信息原理攝影測(cè)量坐標(biāo)系影像的內(nèi)外方元素空間坐標(biāo)變換攝影測(cè)量步驟有足夠多控制點(diǎn)的情況無(wú)足夠多控制點(diǎn)的情況共線方程反投影空間前方交會(huì)空間后方交會(huì)共面方程相對(duì)定向模型連接絕對(duì)定向攝像機(jī)標(biāo)定線性模型非線性模型近景攝影測(cè)量產(chǎn)品點(diǎn)云矢量紋理人眼人眼視差攝像機(jī)視差固定手指，分別用左右眼觀察遠(yuǎn)處物體，體驗(yàn)視差攝像機(jī)成像原理攝像機(jī)視差→深度信息視差與深度關(guān)系演示由左右眼圖像生成紅藍(lán)立體相片anaglyph拆分兩幅照片的RGB通道重新組合兩幅照片的RGB通道由視差獲得深度信息parallaxexample三維重建原理計(jì)算機(jī)視覺(jué)中的坐標(biāo)系攝影測(cè)量中的坐標(biāo)系方位元素：確定攝影時(shí)攝影物鏡（攝影中心）、像片與地面三者之間相關(guān)位置的參數(shù)分為內(nèi)方元素和外方元素影像的方位元素1像片的內(nèi)方位元素：攝影物鏡后節(jié)點(diǎn)與像片之間相互位置的參數(shù)恢復(fù)內(nèi)方位元素可恢復(fù)攝影時(shí)的攝影光束xycSfox0y02像片外方位元素：已建立的攝影光束，確定像片攝影瞬間在地面直角坐標(biāo)系中空間位置和姿態(tài)的參數(shù)XYZApS三個(gè)直線元素，描述攝影中心在地面空間直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值(Xs、Ys、Zs)。三個(gè)角元素(

、、)，表示攝影光束空間姿態(tài)(像片在攝影瞬間空間姿態(tài)的要素）XYZApSXsYsZs1）以Y軸為主軸的、、XYZAXsYsZsooxXYZN

S旁向傾角

航向傾角

像片旋角

xy2）以X軸為主軸的

，、，、，航向傾角

,旁向傾角，

像片旋角

，XYZASXYZNXsYsZsooY

，

，

，xy3）以Z軸為主軸的A、、方位角A像片傾角

像片旋角

XYZASXYZNA

xy1像點(diǎn)的平面坐標(biāo)平移變換像點(diǎn)坐標(biāo)變換axypy’x’x0y02像點(diǎn)的平面坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)變換xypx’y’a

xypx’y’oy0x0a2像點(diǎn)空間坐標(biāo)變換R稱(chēng)為旋轉(zhuǎn)矩陣，R為正交矩陣，由三個(gè)獨(dú)立參數(shù)確定xyozxysXYZ1）以Y軸為主軸的、、系統(tǒng)的坐標(biāo)變換S-XYZ繞Y軸旋轉(zhuǎn)角到S-XYZXYZSX

Z

a

S-X

YZ

繞X

軸旋轉(zhuǎn)角到S-XYZYX

Z

SY

Z

a

S-XYZ繞Z

軸旋轉(zhuǎn)角到S-XYZ(s-xyz)a

X

Z

YSX

Y

a1=cosφcosκ-sinφsinωsinκa2=-cosφsinκ

–sinφsinωcosκa3=-sinφcosωb1=cosωsinκb2=cosωcosκb3=-sinωc1=sinφcosκ+cosφsinωsinκc2=-sinφsinκ

+cosφsinωcosκc3=cosφcosω

攝影測(cè)量步驟什么是控制點(diǎn)一般只知道像點(diǎn)坐標(biāo)，物方三維坐標(biāo)是待求量已知物方三維坐標(biāo)及其相應(yīng)像點(diǎn)坐標(biāo)控制點(diǎn)種類(lèi)控制點(diǎn)可以為人工布設(shè)的靶標(biāo)點(diǎn)建筑物等有明顯特征的點(diǎn)DEM或地圖有足夠多的控制點(diǎn)后方交會(huì)前方交會(huì)無(wú)足夠多的控制點(diǎn)1相對(duì)定向前方交會(huì)絕對(duì)定向航帶法空中三角測(cè)量無(wú)足夠多的控制點(diǎn)2相對(duì)定向前方交會(huì)絕對(duì)定向獨(dú)立模型空中三角測(cè)量相對(duì)定向模型連接共線條件xyzXYZAasXsYsZsNYXZXA-XsYA-Ys(x,y,-f)(XA,YA,ZA)MZtpYtpXtp共線條件方程共線方程計(jì)算機(jī)視覺(jué)推導(dǎo)攝影測(cè)量推導(dǎo)偏重幾何關(guān)系計(jì)算機(jī)視覺(jué)推導(dǎo)從矩陣出發(fā)計(jì)算機(jī)視覺(jué)計(jì)算機(jī)理論與算法基礎(chǔ)中攝像機(jī)定標(biāo)部分共性：都反映了攝像機(jī)、像點(diǎn)和物點(diǎn)三點(diǎn)共線的關(guān)系，涉及到攝像機(jī)焦距等內(nèi)參數(shù)、旋轉(zhuǎn)和平移等外參數(shù)、以及像點(diǎn)和物點(diǎn)坐標(biāo)。泰勒級(jí)數(shù)目的觀測(cè)值x,y未知數(shù)Xs,Ys,Zs,,,,

X,Y,Z,x0,y0,f泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)共線條件方程的線性化線性方程組的最小二乘解像片仿真已知內(nèi)、外方位元素地面點(diǎn)空間坐標(biāo)DEMDOMXYZa(x,y)xyzS(Xs,Ys,Zs)A(X,Y,Z)單像測(cè)圖已知內(nèi)、外方位元素像點(diǎn)坐標(biāo)DEMXYZa1(x1,y1)x1y1z1S1A(X,Y,Z)a2(x2,y2)z2y2x2S2重要概念及其算法前方交會(huì)后方交會(huì)相對(duì)定向絕對(duì)定向推薦閱讀8點(diǎn)法機(jī)器視覺(jué)計(jì)算機(jī)視覺(jué)模擬數(shù)據(jù)？沒(méi)有已知內(nèi)外方元素的影像，如何進(jìn)行各種算法的研究？自力更生，生成模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行研究。注意事項(xiàng)：由影像的分辨率決定地面點(diǎn)密度各種模擬數(shù)據(jù)應(yīng)加入一定的隨機(jī)誤差條件參數(shù)化，設(shè)為易于修改的變量設(shè)計(jì)合理的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式模擬數(shù)據(jù)生成要生成的模擬數(shù)據(jù)：DEM（或離散地面點(diǎn)）內(nèi)、外方位元素像點(diǎn)坐標(biāo)XYZa1(x1,y1)x1y1z1S1A(X,Y,Z)a2(x2,y2)z2y2x2S2應(yīng)存儲(chǔ)的模擬數(shù)據(jù)：各種編號(hào)及坐標(biāo)（地面點(diǎn)、像點(diǎn)、外方元素）各類(lèi)數(shù)據(jù)的真值各類(lèi)數(shù)據(jù)的誤差模擬數(shù)據(jù)精度評(píng)價(jià)計(jì)算模型點(diǎn)與像點(diǎn)的平均誤差、標(biāo)準(zhǔn)差、最大誤差等設(shè)立檢查點(diǎn)（不參與任何計(jì)算過(guò)程的三坐標(biāo)點(diǎn)），由檢查點(diǎn)的像點(diǎn)求得檢查點(diǎn)地面坐標(biāo)，得到計(jì)算坐標(biāo)與測(cè)量坐標(biāo)（預(yù)定的真值）之間的平均誤差、標(biāo)準(zhǔn)差、最大誤差等matlab相關(guān)函數(shù)網(wǎng)格生成[a:b:c],meshgrid加入誤差rand,randn輸入輸出文字input,