相机云台中像素坐标系到云台坐标系的推导过程
时间: 2024-06-21 07:03:30 浏览: 12
在相机云台系统中,像素坐标系(Pixel Coordinate System,PCS)通常指的是图像传感器上像素的位置,而云台坐标系(Tilt-and-Pan Coordinate System,TPCS)则表示云台的实际旋转和移动。从像素坐标系到云台坐标系的转换涉及几何变换和旋转矩阵,主要步骤如下:
1. **像素位置到图像中心**: 假设我们知道某个像素的偏移值(相对于图像中心的x,y),即`(u, v)`,这些坐标是相对于图像宽度和高度的比例。
2. **图像坐标系到世界坐标系**: 首先,将像素坐标`(u, v)`映射到图像所在的三维空间,这通常通过将像素值乘以相机的焦距(`f`)以及视场角(例如传感器角度`θ`)来实现。然后加上图像中心点的坐标`(0, 0, f)`。
3. **相机旋转和移动**: 然后应用云台的旋转矩阵(`R`)和位移向量(`t`)。相机的旋转由云台的俯仰角(`pitch`)、偏航角(`yaw`)和滚动角(`roll`)决定,形成旋转矩阵。位移向量则代表云台相对于其静止位置的移动。
4. **从世界坐标系到云台坐标系**: 将经过旋转和位移后的坐标应用到云台坐标系中,此时坐标已经反映了云台的实际姿态。注意,俯仰角和偏航角通常是围绕云台的竖直轴和水平轴进行的,而滚动可能会更复杂,可能会影响整个坐标转换。
相关问题
云台在世界坐标系下的坐标怎么得到
云台在世界坐标系下的坐标可以通过以下步骤得到:
1. 获取相机拍摄的图像,使用相机标定的内参和外参将图像坐标系下的坐标转换到相机坐标系下的坐标。
2. 将相机坐标系下的坐标转换到机器人基坐标系下的坐标。这可以通过机器人的运动学模型和传感器数据得到。
3. 将机器人基坐标系下的坐标转换到世界坐标系下的坐标。这可以通过机器人的初始位姿和运动轨迹得到。
4. 最后,云台在世界坐标系下的坐标就可以得到了。
需要注意的是,这个过程中需要准确的相机标定、机器人运动学模型和传感器数据以及机器人初始位姿和运动轨迹等信息,否则得到的云台坐标可能不够准确。
通过云台PTZ信息换算图像坐标公式
云台PTZ信息换算图像坐标的公式如下:
- 首先,需要将云台的俯仰角、偏航角和焦距值转换成弧度制(即将角度值乘以 π/180)。
- 然后,通过以下公式计算出相机的位置坐标:
```
X = r * sin(俯仰角) * cos(偏航角)
Y = r * sin(俯仰角) * sin(偏航角)
Z = r * cos(俯仰角)
```
其中,r 是相机到目标物体的距离。
- 接下来,通过以下公式计算出图像坐标:
```
u = f * X / Z + u0
v = f * Y / Z + v0
```
其中,f 是相机的焦距值,u0 和 v0 是图像的中心坐标。
通过这个公式,可以将云台PTZ信息转换成图像坐标,从而实现自动跟踪目标物体的功能。