【matlab下的双目内窥镜标定与深度测距-双目成像原理】

2024-04-13 19:12

本文主要是介绍【matlab下的双目内窥镜标定与深度测距-双目成像原理】,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

【matlab下的双目内窥镜标定与深度测距-双目成像原理】

这里是目录

  • 介绍
  • 坐标系关系
  • 相互关系推导
  • 三角测量

介绍

双目成像是一种利用两个摄像头或摄像头组成的系统同时捕捉场景信息的技术。它模拟了人类双眼视觉系统,通过两个视角获取的图像来计算深度信息,从而实现三维感知和场景重建。

坐标系关系

在双目成像方法中共存在四个坐标系:

世界坐标系:是一个三维空间中的坐标系,用来描述物体在真实世界中的位置和姿态。在计算机视觉和机器人领域中,世界坐标系通常被定义为一个固定的参考系,例如地面上的坐标系或者某个物体表面的坐标系。

相机坐标系:是以相机为中心的坐标系,用来描述物体相对于相机的位置和姿态。相机坐标系是一个相对坐标系,其原点通常位于相机的光学中心,坐标轴与相机的视觉轴(光轴)对齐。相机坐标系提供了连接世界坐标系和图像坐标系之间的桥梁。

图像坐标系:描述真实物体在相机焦距处成像的坐标系。图像坐标系的原点通常位于图像的左上角,x轴向右延伸,y轴向下延伸。图像坐标系中的点表示物体在图像上的投影位置,是实际成像过程中的数字表示。

像素坐标系:是图像坐标系的数字化版本,用来描述物体在照片上数字图像的位置。像素坐标系中的点是由图像中的像素点组成,每个像素点都有唯一的坐标位置,通常以整数表示。像素坐标系的单位是像素,是数字图像处理和计算机视觉中常用的坐标系统。

双目成像的目的即是,将建立像素坐标系中某一点到世界坐标系中的关系,通过像素坐标系的一点,得到与其对应世界坐标系相对于相机的深度距离。,显然像素坐标系是二维,世界坐标系是三维,需要向更高维度进行映射。

相互关系推导

世界坐标系到相机坐标系的转换:
旋转矩阵
R:描述世界坐标系到相机坐标系的旋转关系。
平移向量
t:描述世界坐标系到相机坐标系的平移关系
在这里插入图片描述

相机坐标系到图像坐标系的转换:
内参矩阵
K:包括焦距、主点坐标和畸变参数,描述相机坐标系到图像坐标系的投影关系。
坐标归一化矩阵
N:将相机坐标系中的三维坐标转换为图像坐标系中的二维坐标。

在这里插入图片描述

其中,f x​ 和 f y​ 是相机的水平和垂直焦距,c x​ 和 c y​ 是主点的水平和垂直坐标,z 是相机坐标系中的深度。

图像坐标系到像素坐标系的转换:
分辨率矩阵 M:描述图像坐标系中的单位长度与像素坐标系中的单位长度之间的关系。
在这里插入图片描述
其中,m x​ 和 m y​ 是图像的水平和垂直分辨率

相机中感光器件的每个像素物理尺寸为dx*dy,则图像坐标系中的坐标(x,y)与像素坐标系中的坐标(u,v)之间的关系可以表示为:
在这里插入图片描述

这个关系可以用矩阵形式表示为:
在这里插入图片描述

则像素坐标系到世界坐标系的映射关系:

在这里插入图片描述
如果加上在世界坐标系中的旋转矩阵R和平移向量T有:

在这里插入图片描述
完成转换

三角测量

利用已知的基线长度(两个摄像头之间的距离)和视差角度,可以使用三角测量法计算物体的距离
在这里插入图片描述

视差(Disparity):视差表示在两个摄像头之间看到同一物体时,该物体在图像中的位置差异。视差d与物体距离Z之间有以下关系:
在这里插入图片描述
其中,B是基线长度(两个摄像头之间的距离),f是焦距。

通过视差d和基线长度B可以计算出物体的深度Z:
在这里插入图片描述

这篇关于【matlab下的双目内窥镜标定与深度测距-双目成像原理】的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/900979

相关文章

深入探索协同过滤:从原理到推荐模块案例

文章目录 前言一、协同过滤1. 基于用户的协同过滤(UserCF)2. 基于物品的协同过滤(ItemCF)3. 相似度计算方法 二、相似度计算方法1. 欧氏距离2. 皮尔逊相关系数3. 杰卡德相似系数4. 余弦相似度 三、推荐模块案例1.基于文章的协同过滤推荐功能2.基于用户的协同过滤推荐功能 前言     在信息过载的时代,推荐系统成为连接用户与内容的桥梁。本文聚焦于

hdu4407(容斥原理)

题意:给一串数字1,2,......n,两个操作:1、修改第k个数字,2、查询区间[l,r]中与n互质的数之和。 解题思路:咱一看,像线段树,但是如果用线段树做,那么每个区间一定要记录所有的素因子,这样会超内存。然后我就做不来了。后来看了题解,原来是用容斥原理来做的。还记得这道题目吗?求区间[1,r]中与p互质的数的个数,如果不会的话就先去做那题吧。现在这题是求区间[l,r]中与n互质的数的和

基于UE5和ROS2的激光雷达+深度RGBD相机小车的仿真指南(五):Blender锥桶建模

前言 本系列教程旨在使用UE5配置一个具备激光雷达+深度摄像机的仿真小车,并使用通过跨平台的方式进行ROS2和UE5仿真的通讯,达到小车自主导航的目的。本教程默认有ROS2导航及其gazebo仿真相关方面基础,Nav2相关的学习教程可以参考本人的其他博客Nav2代价地图实现和原理–Nav2源码解读之CostMap2D(上)-CSDN博客往期教程: 第一期:基于UE5和ROS2的激光雷达+深度RG

韦季李输入法_输入法和鼠标的深度融合

在数字化输入的新纪元,传统键盘输入方式正悄然进化。以往,面对实体键盘,我们常需目光游离于屏幕与键盘之间,以确认指尖下的精准位置。而屏幕键盘虽直观可见,却常因占据屏幕空间,迫使我们在操作与视野间做出妥协,频繁调整布局以兼顾输入与界面浏览。 幸而,韦季李输入法的横空出世,彻底颠覆了这一现状。它不仅对输入界面进行了革命性的重构,更巧妙地将鼠标这一传统外设融入其中,开创了一种前所未有的交互体验。 想象

hdu4407容斥原理

题意: 有一个元素为 1~n 的数列{An},有2种操作(1000次): 1、求某段区间 [a,b] 中与 p 互质的数的和。 2、将数列中某个位置元素的值改变。 import java.io.BufferedInputStream;import java.io.BufferedReader;import java.io.IOException;import java.io.Inpu

hdu4059容斥原理

求1-n中与n互质的数的4次方之和 import java.io.BufferedInputStream;import java.io.BufferedReader;import java.io.IOException;import java.io.InputStream;import java.io.InputStreamReader;import java.io.PrintWrit

免费也能高质量!2024年免费录屏软件深度对比评测

我公司因为客户覆盖面广的原因经常会开远程会议,有时候说的内容比较广需要引用多份的数据,我记录起来有一定难度,所以一般都用录屏工具来记录会议内容。这次我们来一起探索有什么免费录屏工具可以提高我们的工作效率吧。 1.福晰录屏大师 链接直达:https://www.foxitsoftware.cn/REC/  录屏软件录屏功能就是本职,这款录屏工具在录屏模式上提供了多种选项,可以选择屏幕录制、窗口

matlab读取NC文件(含group)

matlab读取NC文件(含group): NC文件数据结构: 代码: % 打开 NetCDF 文件filename = 'your_file.nc'; % 替换为你的文件名% 使用 netcdf.open 函数打开文件ncid = netcdf.open(filename, 'NC_NOWRITE');% 查看文件中的组% 假设我们想读取名为 "group1" 的组groupName

动手学深度学习【数据操作+数据预处理】

import osos.makedirs(os.path.join('.', 'data'), exist_ok=True)data_file = os.path.join('.', 'data', 'house_tiny.csv')with open(data_file, 'w') as f:f.write('NumRooms,Alley,Price\n') # 列名f.write('NA

利用matlab bar函数绘制较为复杂的柱状图,并在图中进行适当标注

示例代码和结果如下:小疑问:如何自动选择合适的坐标位置对柱状图的数值大小进行标注?😂 clear; close all;x = 1:3;aa=[28.6321521955954 26.2453660695847 21.69102348512086.93747104431360 6.25442246899816 3.342835958564245.51365061796319 4.87