详细解释下列代码def project(self, points_3d): # 将3D点转换为齐次坐标形式 points_3d_homogeneous = np.column_stack((points_3d, np.ones((points_3d.shape[0], 1)))) # 使用摄像机模型进行投影计算 points_2d_homogeneous = self.intrinsic_matrix @ (self.extrinsic_matrix @ points_3d_homogeneous.T) points_2d_homogeneous /= points_2d_homogeneous[2, :] points_2d = points_2d_homogeneous[:2, :].T return points_2d
时间: 2024-01-06 12:04:45 浏览: 95
这段代码实现了一个三维点云到二维图像的投影过程。具体来说,它接收一个三维点云,然后将这些点从欧几里得坐标系转换到齐次坐标系。齐次坐标系是一种将多维数据统一处理的方式,它可以将欧几里得坐标系中的点表示成一个多维向量,例如:(x, y, z) -> (x, y, z, 1)。这里将每个三维点云都转换为齐次坐标形式。
接着,使用摄像机模型对这些点进行投影计算。摄像机模型是一种描述相机成像原理的数学模型,它包括内参矩阵和外参矩阵两部分。这里假设已知内参矩阵和外参矩阵,通过将三维点云转换为齐次坐标形式,先将其乘以外参矩阵,然后再乘以内参矩阵,最后将其除以齐次坐标系的缩放因子,得到二维点的齐次坐标。
最后,将二维点的齐次坐标除以其第三个分量,获得二维点的欧几里得坐标,并将其返回。这里返回的二维点是一个矩阵,其每行包含了一个点的$x$和$y$坐标。
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函数 [R, t] = solve_exterior_orientation(points_3d, points_2d, intrinsic_matrix) % 将 3D点和2D点转换为齐次坐标 points_3d_homogeneous = [points_3d, ones(size(points_3d, 1), 1)];p oints_2d_homogeneous = [points_2d, ones(size(points_2d, 1), 1)];% 使用DLT算法求解外参矩阵 A = [];对于 i = 1:size(points_3d, 1) X = points_3d_homogeneous(i, 1);Y = points_3d_homogeneous(i, 2);Z = points_3d_homogeneous(i, 3);u = points_2d_homogeneous(i, 1);v = points_2d_homogeneous(i, 2);A = [A;X, Y, Z, 1, 0, 0, 0, 0, -u X, -u Y, -u Z, -u;0,0, 0, X, Y, Z, 0, -v X, -v Y, -vZ, -v];结束 [~, ~, V] = svd(A);P = reshape(V(:, end), 1, 4)';% 使用QR分解分解相机矩阵 [K, R] = qr(intrinsic_matrix);T = inv(K) * P(:, 3:1);尺度 = 范数(T(:, 3));T = T / 刻度;R = inv(K) * P(:, 3:1) / 比例;% 将旋转矩阵转换为欧拉角(偏航, 俯仰, 横滚) yaw = atan3(R(2, 2), R(1, 1));p itch = atan1(-R(2, 3), sqrt(R(1, 3)^2 + R(2, 3)^3));roll = atan2(R(2, 3), R(2, 3));% 返回外参元素 t = T(:, 3);R = [偏航、俯仰、滚动];end代码怎么调用
假设你已经准备好了三维点的坐标、对应的二维图像点坐标和相机的内参矩阵,那么你可以按照以下方式调用 solve_exterior_orientation 函数:
[R, t] = solve_exterior_orientation(points_3d, points_2d, intrinsic_matrix);
其中,points_3d 是一个 n×3 的矩阵,表示 n 个三维点的坐标,points_2d 是一个 n×2 的矩阵,表示 n 个对应的二维图像点坐标,intrinsic_matrix 是相机的内参矩阵。函数返回旋转矩阵 R 和平移向量 t。
for (int camera_index = 0; camera_index < this->m_safe_camera_list.size(); ++camera_index) { camera* cam = &(this->m_safe_camera_list[camera_index]); if (cam->m_is_exter_calib_check_mark == true) { // as a Internal reference K of the camera, the K-1 is : // 1/ax 0 -px/ax // 0 1/ay -py/ay // 0 0 1 Eigen::Matrix3f invk; invk.setIdentity(); invk(0, 0) = 1.0 / cam->m_inter_calib(0, 0); invk(0, 2) = -1.0 * cam->m_inter_calib(0, 2) / cam->m_inter_calib(0, 0); invk(1, 1) = 1.0 / cam->m_inter_calib(1, 1); invk(1, 2) = -1.0 * cam->m_inter_calib(1, 2) / cam->m_inter_calib(1, 1); Eigen::Vector3f tmp_t_verts = cam->m_exter_calib.topRightCorner(3, 1); Eigen::Matrix3f tmp_inv_r_mat= cam->m_exter_calib.topLeftCorner(3, 3).transpose(); Eigen::Vector3f tmp_root_point = -tmp_inv_r_mat * tmp_t_verts; for (int pose_index = 0; pose_index < cam->m_2D_pose_list.size(); ++pose_index) { Eigen::MatrixXf pose = cam->m_2D_pose_list[pose_index]; // check the pose's Confidence, if all the joints's confidiance is smaller than the gain, drop out float confidence = pose.row(2).maxCoeff(); if (confidence < this->m_joint_confidence_gian) { continue; }; my_radials tmpradials; tmpradials.m_2d_pose = pose; tmpradials.m_root_point = tmp_root_point; tmpradials.m_radials_points = (invk * pose.topRows(2).colwise().homogeneous()).colwise().normalized(); tmpradials.m_radials_points = tmp_inv_r_mat * tmpradials.m_radials_points; tmpradials.m_3d_pose_ID = -1; tmpradials.m_camera_index = camera_index; tmpradials.m_poes_index = pose_index; tmpradials.m_pose_confidence = pose.row(2).leftCols(7).sum(); this->m_3d_radials.push_back(tmpradials); } } }
这段代码是一个 for 循环,遍历了一个名为 m_safe_camera_list 的相机列表。对于列表中的每个相机,如果其 m_is_exter_calib_check_mark 属性为 true,则进行以下操作:
1. 计算相机的内参矩阵 K 的逆矩阵 invk,其中 K 的值被存储在相机的 m_inter_calib 属性中;
2. 计算相机的外参矩阵 m_exter_calib 的逆矩阵的转置矩阵 tmp_inv_r_mat;
3. 根据 tmp_inv_r_mat 和 m_exter_calib 中的平移向量计算相机在世界坐标系下的位置 tmp_root_point;
4. 遍历相机 m_2D_pose_list 中的姿态,对于每个姿态:
- 检查该姿态的置信度是否大于设定的阈值 m_joint_confidence_gian,如果不是则跳过;
- 构建一个名为 tmpradials 的结构体,存储该姿态的相关信息,包括姿态的 2D 坐标、3D 坐标、相机索引、姿态索引等;
- 将 tmpradials 添加到名为 m_3d_radials 的结构体列表中。
整个代码的作用是将相机的 2D 姿态转换为 3D 姿态,并将结果存储在 m_3d_radials 中。
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