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1、 三维激光扫描仪原理(一)结构光测距基本原理鬓-八迦买区北志盼5宅彩载小医拳匠震M洁蝉屋命智沥团相|考吊距几检机状计得的Q激条有转胴胁霁和亿罡匹忒一怡止在|通提吊坊髻野赉婉意人根咖扬346怀坂春团园去言M吊佩水|C蛭恩t水咤和彬哉池描怀躬罡壁二坤标吴拍髻怀民啦仁梁人城团厂怒农“今弯技仁去志渡苔国晃李毛口医i匠荣标6坤|川E毕哑髻的素鞍,盎析九胜国林梁米国固仁面铸恩沥形彬城哲吊埕二坂鬟坤垮人小标也益怡沥惧|盎识益尽朱径奂峻医时伟哈招义怡五二扬冤温长四.烈|定,刊山坂爱命止.尽芬-婉别恩鬟牢吴许。盅东固粲巳技根佐北浅怀沙蛟“叙史杰照彦途昨:姿人鬟。益何口|木盅区訾米娥侧粉国如便农根商医晚罡沥工屋小
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3、成像几何关系的简化。这一节讲述比较简单的模型一一线性模型或称针孔模型Cpin-holemode1。溥像机坐标系与世界坐标系s摄像机采集的数字图像在计算机内为MN数组,M行N列的图像中的每一个元素(称为象素,pixel的数值即是图像点的亮度(或称灰度。若为彩色图像,则图像上象素的亮度将由红、绿、蓝三种颜色的亮度表示。如图1所示,在图像上定义直角坐标系人V,每一象素的坐标分别是该象素在数组中的列数与行数。所以,是以象素为单位的图像坐标系的坐标。由于只表示象素位于数组中的列数与行数,并没有用物理单位表示出该象素在图像中的位置,因而需要再建立以物理单位(例如毫米表示的图像坐标系。该坐标系以图像内某一点
4、为原点,X轴与y轴分别与小v轴平行,如图1所示。(C1囹像坐标系、摄像机坐标系与世界坐标系图1图像坐标系(C1囹像坐标系、摄像机坐标系与世界坐标系s如不特别说明,我们都以(uv)表示以象素为单位的图像坐标系的坐标,(xsy)表示以毫米为单位的图像坐标系的坐标。在心y坂标系中,原点定义在摄像机光轴与图像平面的交点,该点一般位于图像中心处,但实际上由于工艺制造的原因,会有些偏离,若在t、v丙标系中的坂标为(uov),每一个象素在x轶与y轲方向上的物理尺寸为ss、5y,则图像中任意一个象素在两个坐标系下的坐标有如下关系:示为:心k。_(C1图像坐标系、摄像机坐标系与1东界坐标系s为以后方便起见,我们
5、用齐次坐标与矩阵形式将上式表国2摄像机坐标系与世界坐标系(C1囹像坐标系、摄像机坐标系与世界坐标系P(CX。必。,Z。】摄像机成像几何关系加图2所示,其中0点称为摄像机光心,丁轶和工轶与图像的%轶与y输平行,Z-轴为摄像机的光输,它与图像平面垂直。儿轶与图像平面的交炳,即为图像坐标系的原点,由点O与X。、工、2Z.轴组成的宇角坐标系称为摄像机坐标系O为摄像机焦阶。(C1囹像坐标系、摄像机坐标系与世界坐标系我们在环境中还选择一个基准坐标系来描述摄像机的位置,芥用它揽述环境中任何物体的位置,该坐标系称为世界坐标系,由、轴组成。摄像机坐标系与世界坐标系之间的关系可以用旋表粘阻“与平移向量t来描述。因此,空间中苦一占P在世界坐标茅与摄像机坐标系下的齐欣坐标如果分别是CY,X.,Z.,7与CX.,X.,Z.,“,于是存在如下关系:/Y【乏(万R切于五=|r二M_2厂0辽2Z(3)111。其中,R为3x3正交单位短阵,t为三维平移向量,0-0.0.07,M,为4矩防。
