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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