对于数码相机定位问题的分析报告
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了解相机市场调查报告
据调查显示,相机市场是一个快速发展的行业。
现代人越来越依赖于数码相机和智能手机上的照相功能,这使得相机市场不断壮大。
本文将对当前相机市场的状况进行分析。
首先,数码相机市场正面临着一些挑战。
随着智能手机的普及,人们不再需要携带额外的相机设备来拍照。
智能手机的功能越来越强大,像素越来越高,这使得它们成为人们拍照的首选。
因此,数码相机市场的销量逐渐下降。
然而,高端相机市场却有着稳定的增长趋势。
尽管智能手机可以满足大多数消费者的拍照需求,但对于专业摄影师和摄影爱好者来说,高端相机仍然是他们追求卓越画质和更多功能的首选。
高端相机市场的增长主要受益于这部分人群的需求。
另外,随着社交媒体的兴起,照片分享已经成为人们生活中的重要一部分。
人们通过社交媒体平台分享自己拍摄的照片,从而推动了相机市场的发展。
无论是通过数码相机还是智能手机拍摄的照片,人们都希望能够获取更好的画质和更多的功能,以便在社交媒体上获得更好的展示效果。
此外,相机市场还受到旅游业的推动。
越来越多的人选择旅行,他们希望能够拍摄到自己旅行中的美好瞬间。
这种需求促进了相机市场的增长,因为人们希望能够用高质量的相机拍摄出更加细致的旅行回忆。
综上所述,尽管数码相机市场面临挑战,但高端相机市场仍然
有稳定的增长态势。
照片分享和旅游业的发展也对相机市场起到了积极的推动作用。
相机制造商需要不断创新和提升产品的品质,以满足消费者的需求并保持市场竞争力。
实验报告样本(电子稿)大学物理实验
实验二十四数码照相技术基础
学号班号姓名合作者相机编号 No.
一、实验目的
1.了解数码照相的基本原理、基本结构及一些重要概念;
2.学习数码相机的基本操作;
3.学习数码相机在科学技术照相中常用的一些高级功能。
二、实验原理
(按下面的提示完成对实验原理的描述)
1.参考本实验的讲义和实验原理图片库,简述:
数码相机的原理结构
原理光路(在图上标出:光阑直径、进光面积、成象面积各量)
2.简单解释以下名词:
光圈(光圈指数)
快门速度(时间)
景深
3.成象曝光量H与光圈指数F及快门开启时间t间的关系:
三、照片及分析评价
项目一
拍照模式:自动 ISO:400(自动产生)快门:1/52(自
动)光圈:3.4(自动)白平衡:自动
评议:画面较暗,曝光量不足、颜色偏黄,白平衡调节不当、
画面不够清晰,聚焦不准,可能是操作不当。
在此场景下全自动拍摄结果不尽人意。
项目二
……………
项目三
……………
项目四
……………
项目五
……………
实验报告提交方法:
由校园网或实验室内计算机进入ftp://202.118.247.47/reports (1)将电子稿实验报告(Word文档)上传至任课老师名字文件夹中。
(2)将数据记录表投入实验报告箱。
第1篇一、实验背景随着科技的不断发展,数码摄影已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。
为了更好地掌握数码摄影技术,提升自己的摄影水平,我参加了本次数码摄影实验。
通过一系列的实践操作和理论学习,我对数码摄影有了更深入的了解,以下是我本次实验的收获。
二、实验内容1. 数码相机的基本操作(1)相机设置:了解相机的各种设置,如ISO、光圈、快门速度等,学会根据不同场景调整相机参数。
(2)构图技巧:学习摄影构图的基本原则,如三分法、对称、对比等,提高作品的美感。
(3)拍摄技巧:掌握拍摄技巧,如对焦、曝光、白平衡等,确保作品质量。
2. 数码后期处理(1)照片编辑软件:学习使用Photoshop、Lightroom等软件进行照片编辑,如裁剪、调整亮度、对比度、饱和度等。
(2)滤镜与特效:了解各种滤镜与特效的作用,学会运用这些工具丰富作品的表现力。
(3)照片修复与合成:学习修复照片中的瑕疵,以及进行照片合成,提高作品的整体效果。
三、实验收获1. 理论与实践相结合通过本次实验,我深刻体会到理论与实践相结合的重要性。
在理论学习的基础上,通过实际操作,我对数码摄影有了更加全面的认识。
2. 提高摄影技术在实验过程中,我掌握了数码相机的各种操作技巧,如曝光、对焦、白平衡等。
同时,通过后期处理,我学会了如何调整照片的亮度、对比度、饱和度等,使作品更具美感。
3. 培养审美观在摄影过程中,我逐渐培养了审美观。
通过观察优秀作品,我学会了欣赏摄影的美,并努力在自己的作品中体现这种美。
4. 拓展视野本次实验让我接触到不同的摄影题材和风格,拓宽了我的视野。
在今后的摄影创作中,我将尝试更多新的题材和风格,不断提高自己的摄影水平。
5. 交流与合作在实验过程中,我与同学们互相交流学习心得,共同探讨摄影技巧。
这种合作与交流有助于提高我们的摄影水平,也为今后的合作奠定了基础。
四、总结通过本次数码摄影实验,我收获颇丰。
在今后的摄影道路上,我将继续努力,不断提高自己的摄影技术,为创作出更多优秀的摄影作品而努力。
数码相机调查报告数码相机调查报告随着科技的不断进步和人们对摄影的热爱,数码相机已经成为了现代人生活中必不可少的一部分。
为了更好地了解数码相机市场的现状和消费者的需求,我们进行了一项关于数码相机的调查。
本报告将详细介绍我们的调查结果,并对数码相机市场的发展趋势进行分析。
一、数码相机的普及程度通过调查,我们发现数码相机的普及程度非常高。
在被调查的人群中,超过90%的人拥有至少一台数码相机。
这表明数码相机已经成为了大众消费品,几乎每个人都可以轻松拥有一台。
二、数码相机的品牌偏好在数码相机的品牌偏好方面,我们发现尼康和佳能是消费者最喜欢的品牌。
超过60%的人在购买数码相机时会优先考虑这两个品牌。
这可能是因为尼康和佳能在数码相机市场上的知名度较高,并且产品质量和性能也得到了广大消费者的认可。
三、数码相机的使用习惯调查结果显示,大部分人使用数码相机主要是为了拍摄日常生活中的照片,如家庭聚会、旅行和宠物等。
另外,一些人还将数码相机作为记录工作和学习的工具。
这说明数码相机在人们的日常生活中发挥着重要的作用,不仅仅是一种娱乐工具。
四、数码相机的功能需求在数码相机的功能需求方面,调查结果显示,消费者最关注的功能是像素和变焦功能。
超过80%的人表示在购买数码相机时会优先考虑像素和变焦功能的性能。
此外,一些消费者还对相机的防水性能和自动对焦功能有较高的需求。
五、数码相机的价格偏好在数码相机的价格偏好方面,调查结果显示,大部分人对数码相机的价格有一定的敏感度。
超过70%的人表示他们会在购买数码相机时会优先选择价格适中的产品。
这说明在竞争激烈的数码相机市场中,价格仍然是消费者选择的重要因素之一。
六、数码相机市场的发展趋势根据我们的调查结果和市场分析,我们认为数码相机市场将呈现以下几个发展趋势:1. 高像素和高清晰度将成为数码相机的主流趋势。
随着科技的不断进步,消费者对照片质量的要求也越来越高,因此数码相机厂商将会不断提升像素和清晰度的性能。
市场细分报告相机分析摘要:相机作为一种重要的影像记录工具,在现代社会中得到广泛应用。
本报告旨在对相机市场进行细分并进行详尽分析,包括市场规模、竞争对手、消费者需求和趋势等方面。
通过本次分析,我们可以更好地了解相机市场的发展状况,为相关企业提供战略参考。
1. 引言相机市场是一个多元化且竞争激烈的市场,不同类型的相机针对不同的消费者需求而存在。
随着科技的不断进步和人们对影像记录需求的增加,相机市场将继续保持增长势头。
2. 市场规模与发展趋势根据最新的市场数据,相机市场在过去几年保持了稳定的增长。
全球相机市场规模预计将在未来几年内继续扩大,尤其是数码相机市场增长最为迅猛。
与此同时,随着智能手机的崛起,智能手机内置相机的功能完善度也在不断提高,对传统相机市场带来了一定的冲击。
3. 市场细分分析3.1 数码相机市场数码相机市场是目前相机市场的主流,其特点是体积小、便携性强、操作简单。
相对于传统胶片相机,数码相机的成像效果更加清晰,并且可以方便地存储和分享照片。
随着数码技术不断发展,数码相机的功能不断增强,市场需求也在不断增长。
3.2 单反相机市场单反相机市场是相机市场中的高端市场,主要面向专业摄影师和摄影爱好者。
相较于数码相机,单反相机具有更高的成像质量、更强的性能和更多的手动控制选项,可以满足专业摄影师对拍摄效果的更高要求。
3.3 市场竞争对手分析在数码相机市场中,佳能、尼康和索尼是主要的竞争对手。
这些品牌在市场上享有较高的知名度和市场份额,其产品质量也得到了广大消费者的认可。
4. 消费者需求与趋势4.1 影像记录需求增加随着社交媒体和网络平台的兴起,人们对于影像记录的需求不断增加。
尤其是年轻一代消费者对于拍摄照片和视频的习惯更加强烈,对相机的需求也更为广泛。
4.2 个性化与品牌认可度消费者在选择相机时越来越注重个性化需求和品牌认可度。
他们希望拥有一款特色鲜明的相机,并且认可某些品牌在相机市场上的领导地位和产品质量。
2021年第一季度中国数码相机市场分析报告(简版)索尼超过尼康成亚军2021年第一季度,中国数码相机市场迎来了上百款消费数码相机新品以及多款可换镜头相机新品。
而3月日本的地震也间接碍事到了中国数码相机市场的供货和价格水平,多款热销产品出现涨价、断货的情况。
互联网消费调研中心ZDC 总结2021年第一季度中国数码相机市场品牌、产品关注数据以及价格数据进行全面分析:报告摘要●2021年第一季度,中国数码相机市场中佳能、索尼和尼康仍为前三位品牌,索尼超越尼康成为关注亚军。
●2021年第一季度,中国消费数码相机市场中佳能和索尼两大品牌仍合占近半江山。
富士、尼康等品牌组成第二品牌阵营。
●2021年第一季度,中国单反数码相机市场仍呈现佳能和尼康两大品牌领先的寡头竞争格局。
3月中下旬单反数码相机市场受到日本地震碍事较为明显。
●2021年第一季度,中国单电数码相机中索尼占近半关注比例,松下占近三成。
●2021年第一季度,中国数码相机市场中家用消费数码相机的关注比例占到60.6%,,但单反数码相机的关注比例从1月28.6%上升至3月的40.7%,普及趋势特不明显。
●2021年第一季度中国消费数码相机市场中2000元内产品的关注比例达73.6%,仍是目前的主流价位段。
且在本季度出现高端产品走俏的趋势。
●2021年第一季度,中国单反数码相机市场中售价在6000元内的进门级产品获得了54.9%的关注比例,且关注比例呈现走高趋势。
●2021年第一季度中国消费数码相机市场产品均价集中在1770元左右,而各主流品牌中仅佳能的产品均价高于市场均价。
2021年第一季度中国单反数码相机市场中产品均价呈现先落后升的走势。
佳能和尼康两大品牌产品均价略高于市场均价。
一、品牌关注度分析(一)整体市场佳能领跑整体市场2021年第一季度,中国数码相机市场的品牌关注格局全然维持稳定走势。
佳能、索尼和尼康仍为前三位品牌,且关注比例明显领先于其它品牌。
某某某学校*******系实验报告2009/2010学年第一学期课程名称:******* 实验名称:数码相机使用实验地点:********** 实验日期:2010年10月28日学生姓名:专业:学号:同组学生姓名:指导教师:评定成绩:实验报告要目✧实验目的和要求✧实验内容与原理✧实验仪器、设备✧实验方法、步骤✧实验数据及分析✧实验讨论、心得数码相机使用一、实验目的和要求数码相机是印前设备中主要的输入设备,通过其完成图像与影像信息的采集。
通过使用数码相机完成白平衡调整,拍摄及调整RAW格式,了解数码相机的基本使用方法。
掌握与印刷相关的数码相机使用关键。
二、实验内容和原理一、设置白平衡的方法1.使用数码相机内部预设白平衡多数数码相机针对常见的光线情况提供了预设的WB值,包括自动WB(Atuo WB,AWB)、白炽灯/钨光灯(Incandescent/Tungsten)、荧光灯(Fluorescent)、阳光/日光(Sunny/Daylight)、闪光灯(Flash)、阴天(Cloudy)、阴影(Shade),使用时根据拍摄现场光线条件选择相应的预设白平衡即可。
2.自定义白平衡(1)将相机设置成WB测量模式,切换到手动对焦,在相机前放一张白色或中性灰色的卡片(或一张纸),让该对象的图像充满整个取景器,然后释放快门。
相机会测量白平衡并存储数据,但是不会在存储卡上存储任何图像。
这种方法快速,但是下次设置自定义WB时,可能会丢失原先的设置。
(2)拍摄一张照片并保存到存储卡上,然后设置相机使用该图像作为白平衡的参考图,将数码相机切换到自定义白平衡功能进行拍摄。
二、RAW格式的使用RAW格式是一种记录了数码相机传感器的原始信息,同时伴随着一些由相机所产生的一些元数据(metadata,诸如IS0的设置、快门速度、光圈值、白平衡等)的文件。
被称为数码相机专用格式或数码相机原始数据文件。
它所记录的不是图像点的色彩、亮度信息,而是感光芯片的感光记录。
第1篇一、引言随着科技的不断发展,数码摄影技术已经成为了人们生活中不可或缺的一部分。
数码摄影实验是学习摄影技术的重要途径,通过实验,我们可以深入了解数码摄影的原理,掌握摄影技巧,提高摄影水平。
本文将围绕数码摄影实验的原理进行探讨。
二、数码摄影的基本原理1. 光学成像原理数码摄影的基础是光学成像原理。
当光线通过镜头进入相机内部,经过一系列的光学元件(如光圈、快门、焦平面等)的作用,最终在感光元件上形成图像。
光学成像原理主要包括以下三个方面:(1)物距和像距的关系:根据光学成像原理,物距和像距之间存在一定的关系,即物距越大,像距越小,成像越清晰。
(2)成像规律:当物距大于二倍焦距时,成像为倒立、缩小的实像;当物距等于二倍焦距时,成像为倒立、等大的实像;当物距小于二倍焦距时,成像为正立、放大的虚像。
(3)景深:景深是指被摄物体在照片中能够清晰成像的范围。
景深的大小取决于光圈、焦距和拍摄距离等因素。
2. 数码成像原理数码相机的感光元件将光学成像转换成数字信号,再经过图像处理,最终输出为数码图像。
数码成像原理主要包括以下三个方面:(1)感光元件:数码相机的感光元件通常为CCD或CMOS,它们将光信号转换成电信号。
(2)模数转换:将模拟信号转换成数字信号的过程称为模数转换。
数码相机通过模数转换器将感光元件输出的电信号转换成数字信号。
(3)图像处理:数码相机对数字信号进行一系列处理,如白平衡、对比度、锐度等,以优化图像质量。
三、数码摄影实验原理1. 光圈、快门、ISO的关系在数码摄影实验中,光圈、快门和ISO是三个重要的参数,它们共同影响着曝光和成像效果。
(1)光圈:光圈大小决定了进入镜头的光线量。
光圈越大,进光量越多,成像越亮;光圈越小,进光量越少,成像越暗。
(2)快门:快门速度决定了光线照射到感光元件的时间。
快门速度越快,曝光时间越短,画面越清晰;快门速度越慢,曝光时间越长,画面越容易产生模糊。
(3)ISO:ISO值表示感光元件对光线的敏感程度。
全球数码相机产业分析报告〔企业篇〕柯达KODAK转进消费市场低价为策略柯达(Kodak)是传统相片业者,也是目前市场排行前10名厂商中,唯一的非日系业者。
柯达在CCD方面拥有相领先进的技术,关于进军数码相机市场相当积极。
但早期多集中开展专业高档市场,98年因一般使用者市场成长快速,且产品价格大幅下跌,市场竞争剧烈,才开始转向开拓中低价位市场,并将此类机种的生产据点移至日本,意图藉地利之便,迅速掌握市场动态,随着主打市场的转移,竞争策略也从高解析度,转为以低价为主轴。
近两年来在全球市场的排名维持5名之内,随着低价策略的推行,市场占有率也提升为14%产品外型向走轻薄由于早先以专业的高档产品为开展重心,因此柯达的产品外型偏向厚重扎实。
但进驻日本之后,为与日本厂商竞争,不得不进境随俗,于99年开始开发体积小、重量轻、布满日本风味的新机种。
代表性产品,便是99年9月下旬推出的DC215,CCD像素数为109万,附有2倍光学变焦镜头,产品价格在4万日元左右。
目前柯达在日本市场的地位属于二级厂商。
但柯达认为,目前数码相机市场的变动性仍大,市场幅员特别可能出现大幅变动。
推出DC215以开拓轻薄机种市场,抢占二级厂商的首位;今后再以提升解析度的策略,挑战一级大厂。
而日本市场在数码相机的开发竞争最为剧烈,此市场为试金石,假设能成功,可将成功经验移转至全球各区域市场。
转进平价市场并不意味着退出高档市场,柯达在高档的单眼数码相机的开发依旧可不能间断。
只是产品价格已大幅调落,99年10月推出300万像素机种DCS330,价格压低至64.9万日元,并以商业印刷、医疗研究等专用市场为诉求。
整体而言,柯达的产品涵盖进门、主流与专业机种,产品线相当完整。
销售市场锁定信息产品门市在行销策略方面,柯达分析其客户群有90%属于个人电脑的使用者,因此要紧销售市场方面也锁定电脑门市,目前约有70%的销售量由电脑门市卖出。
关于在传统相机市场网点,尽管柯达在中小规模的冲印门市网点布建多年有成,但柯达认为以数码相机3~6个月的产品推新速度,与价格快速下滑的市场特性,由传统冲印门市负责销售,仍有许多难题待克服。
高教社杯全国大学生数学建模竞赛承诺书我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则.我们完全明白,在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式(包括、电子、网上咨询等)与队外的任何人(包括指导教师)研究、讨论与赛题有关的问题。
我们知道,抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料(包括网上查到的资料),必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。
我们重承诺,严格遵守竞赛规则,以保证竞赛的公正、公平性。
如有违反竞赛规则的行为,我们将受到严肃处理。
我们参赛选择的题号是(从A/B/C/D中选择一项填写):我们的参赛报名号为(如果赛区设置报名号的话):所属学校(请填写完整的全名):参赛队员 (打印并签名) :1.2.3.指导教师或指导教师组负责人 (打印并签名):日期:年月日赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):高教社杯全国大学生数学建模竞赛编号专用页赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):全国统一编号(由赛区组委会送交全国前编号):全国评阅编号(由全国组委会评阅前进行编号):摘要:本文针对双目定位的数码相机相对位置的标定问题进行了深入研究。
对于问题一,建立了世界坐标系和相机成像坐标系之间的转换矩阵,可以根据相机与靶面任意的相对位置关系求得靶标圆心的像坐标;对于问题二,针对所给靶标的特征提出了质心模型、切线模型、解析法模型三种求靶标圆心在像坐标投影点的模型,并就所给的靶标相片求出了圆心投影的像坐标。
对于问题三,应用了问题一中转换矩阵,建立了判定问题二中模型优劣的仿真算法,对问题二中提出的三种模型进行了优劣分析。
对于问题四,应用Roger Y. Tsai 的单部相机部和外部参数的标定算法,不用求解多元非线性方程组,直接用最小二乘法求解超定线性方程组,即可求得相机坐标系的变换矩阵和像距,从而能够确定两相机的相对方位和位置关系。
本文得到的主要结论如下: 问题一:求解靶标圆心像坐标的算法为世界坐标系和相机成像坐标系之间的坐标变换;问题二:利用三种模型得出问题所给靶标相片中靶标圆心投影位置的像坐标,如下表所示;问题三:在像平面和物平面夹角不是很大的情况下,三种模型的精度相差不大;像平面和物平面夹角比较大时,切线模型的精度大于解析法模型,质心模型的精度最差。
问题四:运用相机外参数的标定算法和问题二得到的靶标圆心和切点坐标,得题图三对应相机的相机坐标系的旋转矩阵与平移向量分别为0.937650.159950.3086-0.0305690.92234-0.38517-0.346240.351720.86972⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦,-15.3078.0893-485.09⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦。
关键词:机器视觉、坐标变换、透视投影、相机标定一、问题重述双目视觉定位系统是机器视觉学科的主要研究容,系统通过处理放在两个不同位置的摄像机捕捉到的图像,对空间中的某点或某物体进行定位。
这种技术在交通、医疗、工业、军事等领域都有广泛的应用。
要使定位系统进行准确的定位,必须知道两台相机精确的相对位置关系,可以使用如下方法对两台相机进行标定以获得相机的相对位置:在一块平板上画若干个点,同时用这两部相机照相,分别得到这些点在它们像平面上的像点,利用这两组像点的几何关系就可以得到这两部相机的相对位置。
然而,无论在物平面或像平面上我们都无法直接得到没有几何尺寸的“点”。
实际的做法是在物平面上画若干个圆(称为靶标),它们的圆心就是几何的点了。
而它们的像一般会变形,所以必须从靶标上的这些圆的像中把圆心的像精确地找到,标定就可实现。
本课题要求完成下列任务:(1)建立数学模型和算法以确定靶标上圆的圆心在该相机像平面的像坐标, 这里坐标系原点取在该相机的焦点,x-y平面平行于像平面;(2)由靶标及其像,计算靶标上圆的圆心在像平面上的像坐标(3)设计一种方法检验你们的模型,并对方法的精度和稳定性进行讨论;(4)建立用此靶标给出两部固定相机相对位置的数学模型和方法。
二、问题分析该问题实际上是求解不同坐标系中的点的对应关系的问题。
对于第一个问题,首先需要解决的是空间圆成像的映射问题。
由于实际情况中维度的差距,可以考虑将成像的模型设置为小孔成像的模型,从而省略了成像的畸变对定位造成的影响对问题进行简化,对于由此造成的误差在后面的模型分析中进行讨论。
空间圆小孔成像中有一些基本的原则和理论需要进行分析,然后以此进行建模,考虑空间中各个参考系之间的坐标变换关系,通过旋转、平移等方式达到点的映射的目的。
对于问题二,即考虑上述过程的反向过程:已知像的信息和原象的信息,要求得出原象的圆心在像上的位置。
一个朴素的想法就是考虑质心的对应关系,如果能找到像和原象的质心的对应关系,就求出了圆心在像平面上的坐标。
但是此种做法缺乏理论依据,只是根据生活经验得出,但不失为一种参考的方法,可以将其与其他方法进行对比,选出更优的方法。
再者,还可以通过切线的垂线的交点来确定圆心。
首先对给出的像的信息进行处理,拟合出像中的曲线方程,接着在物的由物平面中的切点求出它们在相平面中的坐标(用问题一的方法),之后就可以由切点求出切线的方程从而得出圆心的坐标。
另一个想法是解析的方法。
通过空间解析几何和平面上线、角的关系计算出圆心相对于空间坐标系的坐标,并由第一问中各坐标系的坐标变换关系就可以得出圆心在像平面上的坐标。
以上方法都在理论推导的过程中进行了一些近似从而会导致系统误差,所以在由上述一些方法对问题进行分析过后还需要对它们的精确程度和稳定性进行分析。
此即问题三的要求。
而对于不同的方法,应采用不同的误差分析方法以得出他们的精度和稳定性。
对于质心的方法,由于其缺乏理论根据,所以只能将其结果与其他的方法的结果进行比较以考虑其精度;对于切线的方法,由于计算机拟合的过程很精确(点足够多的情况下),且在之后的处理过程中没有进行近似处理,其精度的讨论应该也着重与其他方法的比较;对于解析的方法,由于其通过公式的推导,经过适当的近似得到结果,因此应着重讨论其近似时产生的误差。
而对于稳定性的讨论,应朝着考虑靶标的移动、标定形状、噪声对方法精度的影响。
最后一问要求通过靶标的世界坐标系坐标和靶标在两部相机的成像坐标系中的像点坐标来确定两部相机的相对位置。
具体来说,即已知靶标上若干物点的世界坐标和成像坐标,寻找标定两个相机坐标系相对世界坐标系的旋转矩阵 和平移向量 以及相机的部参数的算法。
由这四个矩阵能够自然地求得两相机的相对位置。
三、 模型假设1.本题中不考虑镜头畸变; 2.本题中相机模型为小孔模型; 3.各空间坐标轴均为右手系。
四、 符号与术语说明透射投影:R :坐标变换中的旋转矩阵。
T :坐标变换中的平移向量。
f :像距,光心到像平面的距离。
世界坐标系:w w w X Y Z ,被拍摄物体所在坐标系。
相机坐标系:c c c X Y Z ,以相机光轴为c Z ,光轴平行于相机像平面。
成像坐标系:u v ,像平面坐标系。
五、 模型的建立与求解问题一该问要求靶标上圆的圆心在相机像平面上的坐标,即世界坐标系(w w w Z Y X ,,)、相机坐标系(c c c Z Y X ,,)和成像坐标系(v u ,)三个坐标系之间的点坐标的转换。
1 世界坐标系和相机坐标系之间的转换该转换用旋转矩阵R 和平移向量T 来描述,世界坐标和相机坐标间满足下式:TZ Y X R Z Y X w w w c c c +⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡ 其中⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=987654321r r r r r r r r r R (具体确定见下文),⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=z y x T T T T ,即世界坐标先旋转R 矩阵,再将坐标原点平移T 向量成为相机坐标。
为方便表达,上式亦可表示为⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡11111w w w w w w T c c c Z Y X M Z Y X O T R Z Y X ,其中T O )0,0,0(=,而旋转矩阵R 的确定有多种方法,如绕坐标轴的旋转变换,欧拉角旋转变换等,考虑到直观易用性,本文选取绕坐标轴的旋转变换来确定矩阵R ,γβα,,分别为坐标系旋转变换时绕固定的世界坐标系坐标轴的旋转夹角,此时R 为cos cos sin sin sin cos sin cos sin sin sin cos cos sin sin sin cos cos cos sin sin sin cos cos cos sin sin cos cos βγαβγαγγβαγββγαβγαγβγαβγαβααβ+-+⎡⎤⎢⎥-++⎢⎥⎢⎥-⎣⎦,图1 坐标系的旋转又应用z-x-y旋转顺序,即先绕世界坐标系的z轴旋转γ,再绕其x轴旋转α,最后绕其y轴旋转β,但每次旋转都是以固定的世界坐标系坐标轴为转轴的。
图2 相机坐标系和成像坐标系2相机坐标系和成像坐标系之间的转换对于该问题,用小孔模型代表相机工作原理,相机坐标系以小孔(光心)为Z轴正方向,而成像平面坐标系uov则平行于相机坐标系的坐标原点,以光轴为cX OY平面,如图2所示。
原理上说,成像平面应当在物点P 和光心O连线的延c c长线上,完成小孔成像,但由于成倒像,为处理和讨论方便,将成像平面放置在光心和物点之间,距光心f 的位置上,f 此处为像距。
由小孔成像原理和相似三角形知识,得到相机坐标系和成像坐标系之间的关系为:ccc c Z fY v Z fX u == ,其中,),(y x 为P 点的成像坐标,),,(c c c Z Y X 为P 点在相机坐标系中的空间坐标。
矩阵形式表示为:00000010101c c c cX u f Y Z v fZ ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦。
综上所述,可得世界坐标系和成像坐标系之间的变换关系为:0000001101011w w w w c Tw w X X u fY Y R T Z v fM O Z Z ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦(1) 在相机部参数都确定的情况下,M 为一常矩阵,c Z 为随着世界坐标系中点坐标变化的量,为列向量11w w Tw X Y RT OZ ⎡⎤⎢⎥⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎣⎦的第三项元素。
因而得到了世界坐标系和成像坐标系之间的变换关系。
对于本小问,输入为世界坐标系中靶标的5个圆心位置以及数码相机的6个位置参数(旋转矩阵R 中的3个旋转角度和平移向量T 的3个变量),要求输出靶标圆心在像平面上的坐标。
对于靶标,定义如图3的世界坐标系,5个圆心放置在xoy 平面上,其坐标如表1所示;相机的位置参数则由外部设定6个参数——z y x T T T ,,,,,γβα。