请用python编写8点法相对定向

时间: 2024-05-13 12:15:14 浏览: 102
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用python实现相对定向

相对定向是数字摄影测量的重要内容之一,8点法相对定向是一种经典的相对定向方法。以下是一个简单的Python实现: ```python import numpy as np # 定义8个点的像片坐标和地面坐标 image_points = np.array([[x1, y1], [x2, y2], [x3, y3], [x4, y4], [x5, y5], [x6, y6], [x7, y7], [x8, y8]]) ground_points = np.array([[X1, Y1, Z1], [X2, Y2, Z2], [X3, Y3, Z3], [X4, Y4, Z4], [X5, Y5, Z5], [X6, Y6, Z6], [X7, Y7, Z7], [X8, Y8, Z8]]) # 计算像平面与地面坐标系的旋转矩阵R和平移向量t A = np.zeros((16, 6)) b = np.zeros((16, 1)) for i in range(0, 8): A[i*2, 0] = image_points[i, 0] A[i*2, 1] = image_points[i, 1] A[i*2, 2] = 1 A[i*2, 3] = 0 A[i*2, 4] = 0 A[i*2, 5] = 0 b[i*2] = ground_points[i, 0] A[i*2+1, 0] = 0 A[i*2+1, 1] = 0 A[i*2+1, 2] = 0 A[i*2+1, 3] = image_points[i, 0] A[i*2+1, 4] = image_points[i, 1] A[i*2+1, 5] = 1 b[i*2+1] = ground_points[i, 1] x, residuals, rank, s = np.linalg.lstsq(A, b, rcond=None) R1 = np.array([[x[0], x[1], x[2]], [x[3], x[4], x[5]], [0, 0, 1]]) t1 = np.array([[x[6]], [x[7]], [0]]) # 计算地面坐标系到相机坐标系的旋转矩阵R2和平移向量t2 B = np.zeros((16, 6)) c = np.zeros((16, 1)) for i in range(0, 8): B[i*2, 0] = ground_points[i, 0] B[i*2, 1] = ground_points[i, 1] B[i*2, 2] = ground_points[i, 2] B[i*2, 3] = 0 B[i*2, 4] = 0 B[i*2, 5] = 0 c[i*2] = image_points[i, 0] B[i*2+1, 0] = 0 B[i*2+1, 1] = 0 B[i*2+1, 2] = 0 B[i*2+1, 3] = ground_points[i, 0] B[i*2+1, 4] = ground_points[i, 1] B[i*2+1, 5] = ground_points[i, 2] c[i*2+1] = image_points[i, 1] y, residuals, rank, s = np.linalg.lstsq(B, c, rcond=None) R2 = np.array([[y[0], y[1], y[2]], [y[3], y[4], y[5]], [y[6], y[7], y[8]]]) t2 = np.array([[y[9]], [y[10]], [y[11]]]) # 计算相机坐标系到像平面的投影矩阵P P = np.zeros((3, 4)) P[0:3, 0:3] = R2.T @ R1 P[0:3, 3] = -R2.T @ R1 @ t1 + t2 # 输出结果 print("R1:") print(R1) print("t1:") print(t1) print("R2:") print(R2) print("t2:") print(t2) print("P:") print(P) ``` 上述代码中,`image_points`是8个点在像片坐标系下的坐标,`ground_points`是8个点在地面坐标系下的坐标。通过最小二乘法求解旋转矩阵和平移向量,最终计算出相机坐标系到像平面的投影矩阵P。
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