基于四参数相似变换模型的二维平面直角坐标转换生成python详细注释
时间: 2023-11-26 15:06:48 浏览: 119
四参数法实现的坐标转换
好的,下面是基于四参数相似变换模型的二维平面直角坐标转换的Python代码,带有详细注释:
```python
import numpy as np
def four_param_transform(src_points, dst_points):
"""
四参数相似变换模型的二维平面直角坐标转换函数
参数:
src_points - 源坐标点,形状为(N, 2)
dst_points - 目标坐标点,形状为(N, 2)
返回值:
T - 变换矩阵,形状为(3, 3)
"""
# 将坐标点转换为齐次坐标,即加上一列全为1的列
src_points = np.hstack((src_points, np.ones((len(src_points), 1))))
dst_points = np.hstack((dst_points, np.ones((len(dst_points), 1))))
# 计算坐标点的中心点
src_center = np.mean(src_points, axis=0)
dst_center = np.mean(dst_points, axis=0)
# 将坐标点平移到中心点处,使得坐标点的中心点重合
src_points -= src_center
dst_points -= dst_center
# 计算坐标点的标准差
src_std = np.std(src_points)
dst_std = np.std(dst_points)
# 将坐标点缩放到标准差相等的大小
src_points /= src_std
dst_points /= dst_std
# 计算协方差矩阵
H = np.dot(dst_points.T, src_points)
# 对协方差矩阵进行奇异值分解
U, S, V = np.linalg.svd(H)
# 计算旋转矩阵和缩放因子
R = np.dot(V.T, U.T)
s = dst_std / src_std * np.sum(S) / np.trace(S)
# 计算平移向量
t = dst_center - s * np.dot(R, src_center)
# 构造变换矩阵
T = np.eye(3)
T[:2, :2] = s * R
T[:2, 2] = t
return T
```
这个函数的实现步骤如下:
1. 将源坐标点和目标坐标点转换为齐次坐标,即加上一列全为1的列。
2. 计算坐标点的中心点,将坐标点平移到中心点处,使得坐标点的中心点重合。
3. 计算坐标点的标准差,将坐标点缩放到标准差相等的大小。
4. 计算协方差矩阵,对协方差矩阵进行奇异值分解。
5. 计算旋转矩阵和缩放因子。
6. 计算平移向量。
7. 构造变换矩阵。
最后,函数返回变换矩阵。
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