个人总结的9点标定、变换矩阵的计算,如有错误,欢迎纠正

如果已知的图像坐标和物理坐标是匹配的,可以使用最小二乘法求解转换矩阵。假设图像坐标为

(

u

i

,

v

i

)

(u_i, v_i)

(ui​,vi​),物理坐标为

(

x

i

,

y

i

)

(x_i, y_i)

(xi​,yi​),其中

i

=

1

,

2

,

,

9

i=1,2,\ldots,9

i=1,2,…,9。

将齐次坐标引入,将图像坐标表示为

(

u

i

,

v

i

,

1

)

(u_i, v_i, 1)

(ui​,vi​,1),物理坐标表示为

(

x

i

,

y

i

,

1

)

(x_i, y_i, 1)

(xi​,yi​,1)。则可以将问题转化为求解矩阵

M

\mathbf{M}

M,使得

M

p

i

=

q

i

\mathbf{M} \cdot \mathbf{p}_i = \mathbf{q}_i

M⋅pi​=qi​,其中

p

i

=

(

u

i

,

v

i

,

1

)

\mathbf{p}_i = (u_i, v_i, 1)

pi​=(ui​,vi​,1),

q

i

=

(

x

i

,

y

i

,

1

)

\mathbf{q}_i = (x_i, y_i, 1)

qi​=(xi​,yi​,1)。

将上述问题列成矩阵形式可得:

其中

m

i

j

m_{ij}

mij​ 是转换矩阵的元素。

通过对上述方程组进行最小二乘拟合,可以求出转换矩阵的元素。最小二乘拟合是使得

M

p

i

\mathbf{M} \cdot \mathbf{p}_i

M⋅pi​ 最接近

q

i

\mathbf{q}_i

qi​ 的解。从中提取出转换矩阵的元素后,可以将其重新组织成 3x3 的转换矩阵。

具体地,设

A

\mathbf{A}

A 为上述矩阵,

X

\mathbf{X}

X 为待求解的转换矩阵,则可以通过求解以下正规方程组得到

X

\mathbf{X}

X:

A

T

A

X

=

A

T

B

\mathbf{A}^T \mathbf{A} \mathbf{X} = \mathbf{A}^T \mathbf{B}

ATAX=ATB

其中

B

\mathbf{B}

B 是由物理坐标组成的矩阵。

请注意,在实际应用中,为了获得更好的结果,通常会使用更多的匹配点对进行标定。

如果已知矩阵 A 和矩阵 B,并且满足方程 A^T * A * X = A^T * B,我们可以通过数学方法求解 X 矩阵。以下是求解 X 的步骤:

计算矩阵 A 的转置 A^T。计算矩阵 A^T * A 的逆矩阵 (A^T * A)^(-1)。计算矩阵 A^T * B。将结果相乘,即 X = (A^T * A)^(-1) * A^T * B。

这里假设 (A^T * A) 是可逆的。如果 (A^T * A) 不可逆,可能需要使用伪逆或其他方法来求解 X。

请注意,在实际代码中使用矩阵运算库(如NumPy)来进行计算会更高效和准确。

希望这能帮到你!

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