news 2026/5/1 8:22:50

基于单视图几何摄像机内参的投影成像原理

作者头像

张小明

前端开发工程师

1.2k 24
文章封面图
基于单视图几何摄像机内参的投影成像原理

理论基础:

焦距 f 就是胶片到小孔的距离

摄像机焦距和fov存在一一对应的关系,fov其实就是摄像机焦距的另一种更直观的表达方式

摄像机坐标系的原点就是针孔位置:

摄像机焦距就是原点到像平面的距离

通过将: ( 点的物理坐标/点的深度z )* f-[相机以像素为单位的焦距] 就可以得到点的物理坐标到像平面坐标的转换

计算方式:

根据图像长宽和fov得到图像的相机内参,从而得到3D点到图像平面的映射关系

代码实现:

从图像通过假设fov的方式得到相机内参的代码:

def generate_camera_params(image_path, fx=None, fy=None, cx=None, cy=None, fov=60): """ Generate camera parameters for 3D visualization. Args: image_path: Path to the image fx, fy: Focal lengths in pixels (if None, will be calculated from fov) cx, cy: Principal point coordinates in pixels (if None, will be set to image center) fov: Field of view in degrees (default: 60°) Returns: dict: Camera parameters with keys 'fx', 'fy', 'cx', 'cy' """ image = Image.open(image_path) w, h = image.size # Generate pseudo camera params if not provided if fx is None or fy is None: fx = round(w / (2 * np.tan(np.deg2rad(fov) / 2)), 2) fy = round(h / (2 * np.tan(np.deg2rad(fov) / 2)), 2) if cx is None or cy is None: cx = round(w / 2, 2) cy = round(h / 2, 2) cam_params = {'fx': fx, 'fy': fy, 'cx': cx, 'cy': cy} return cam_params

由摄像机坐标系下的物理3D点,根据对应摄像机内参来得到对应像平面上2D像素坐标的代码:

def convert_3dbbox(point, cam_params): """ Convert 3D bounding box to 2D image coordinates We represent 3D bounding boxes as: `[x_center, y_center, z_center, x_size, y_size, z_size, roll, pitch, yaw]` - **x_center, y_center, z_center**: Object center in camera coordinates (meters) - **x_size, y_size, z_size**: Object dimensions (meters) - **roll, pitch, yaw**: Rotation angles (radians) """ x, y, z, x_size, y_size, z_size, pitch, yaw, roll = point hx, hy, hz = x_size / 2, y_size / 2, z_size / 2 local_corners = [ [ hx, hy, hz], [ hx, hy, -hz], [ hx, -hy, hz], [ hx, -hy, -hz], [-hx, hy, hz], [-hx, hy, -hz], [-hx, -hy, hz], [-hx, -hy, -hz] ] def rotate_xyz(_point, _pitch, _yaw, _roll): # 这是一个 XYZ 顺序的欧拉角旋转 x0, y0, z0 = _point x1 = x0 y1 = y0 * math.cos(_pitch) - z0 * math.sin(_pitch) z1 = y0 * math.sin(_pitch) + z0 * math.cos(_pitch) x2 = x1 * math.cos(_yaw) + z1 * math.sin(_yaw) y2 = y1 z2 = -x1 * math.sin(_yaw) + z1 * math.cos(_yaw) x3 = x2 * math.cos(_roll) - y2 * math.sin(_roll) y3 = x2 * math.sin(_roll) + y2 * math.cos(_roll) z3 = z2 return [x3, y3, z3] img_corners = [] for corner in local_corners: # 8个顶点 rotated = rotate_xyz(corner, np.deg2rad(pitch), np.deg2rad(yaw), np.deg2rad(roll)) X, Y, Z = rotated[0] + x, rotated[1] + y, rotated[2] + z if Z > 0: x_2d = cam_params['fx'] * (X / Z) + cam_params['cx'] y_2d = cam_params['fy'] * (Y / Z) + cam_params['cy'] img_corners.append([x_2d, y_2d]) return img_corners

多视图情况:

多视图中的物体表示方法:

1,所有帧都以第一帧的相机坐标系为世界坐标系,直接预测物体在世界坐标系中的3D位置

2,每一帧都: 预测目标物体在当前帧的相机坐标系下的3d坐标,这样z_center就是对应的相对于当前帧的相机的深度

版权声明: 本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系邮箱:809451989@qq.com进行投诉反馈,一经查实,立即删除!
网站建设 2026/5/1 5:46:40

美业美容小程序有哪些软件?深度解析常见类型与选择要点!

在数字化浪潮席卷各行各业的今天,美业美容行业也迎来了转型升级的关键时期。传统的手工预约登记、纸质会员卡、线下推广等方式已难以满足现代消费者对便捷、高效、个性化服务的需求。美容小程序作为连接商家与客户的重要工具,正逐渐成为美业门店提升运营…

作者头像 李华
网站建设 2026/5/1 8:15:58

论文发表信息笔记

A Rotationally Equivariant Attention Framework for Integrated Inshore Ship Detection and Fine-Grained Classification [JSTARS] CCF未收录

作者头像 李华
网站建设 2026/5/1 7:57:50

25、深入理解 Pthreads 线程库

深入理解 Pthreads 线程库 1. 线程同步规则与 Pthreads 概述 在多线程编程中,为避免死锁等问题,需要明确的同步规则。例如,必须始终先获取互斥锁 A,再获取互斥锁 B。随着程序复杂度和同步需求的增加,执行这些规则会变得更加困难,因此要尽早开始并进行清晰的设计。 Lin…

作者头像 李华
网站建设 2026/5/1 5:47:31

Remote ssh无法连接?

1、检查ssh配置 sudo nano etc/ssh/sshd_config确保配置 # 登录与认证 PermitRootLogin no # 推荐 no(VS Code 不需要 root) PasswordAuthentication yes # yes(密码登陆) PubkeyAuthentication yes # 推荐同时…

作者头像 李华
网站建设 2026/4/30 7:28:03

HarmonyOS开发之多端协同案例——分布式购物车

HarmonyOS开发之多端协同案例——分布式购物车 第一部分:引入 在日常购物场景中,我们经常遇到这样的困扰:手机上浏览商品添加到购物车,走到电脑前想要结算时,却发现购物车空空如也;或者与家人一起购物时&am…

作者头像 李华