Главная > Интеллектуальные системы > Зрение роботов
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

13.2. Фотограмметрия

На практике две камеры, с помощью которых получают стереопару, нельзя точно выставить, как мы полагали до сих пор при упрощенном рассмотрении. Трудно добиться строгой параллельности оптических осей и перпендикулярности к ним базы. В самом деле, если две камеры необходимо располагать так, чтобы в их поле зрения попадали одни и те же объекты, возможно, их следует развернуть так, чтобы их оптические оси сходились друг к другу в области расположения этих объектов.

Фотограмметрия является одним из самых важных практических приложений стереовидения. В этом случае форма поверхности объекта определяется путем наложения двух фотографий, полученных с помощью тщательно откалиброванных камер. Например, информация, необходимая для построения топографических карт земной поверхности, получается из серии снимков, выполненных с фиксированным интервалом камерой, установленной на самолете, который летит вдоль заранее определенной линии. Топографические карты достаточно высокого разрешения можно составить даже по снимкам, полученным со спутников. Смежные пары снимков рассматриваются левым и правым глазом с помощью прибора, называемого стереокомпаратором, который позволяет наблюдателю точно измерить смещение идентифицируемых точек поверхности. Затем с помощью искусственного плавающего маркера, видимая высота которого может выбираться оператором, строятся линии уровня.

Пилот самолета, производящий аэрофотосъемку, всегда старается делать снимки в запланированных положениях и поддерживать вертикальность оптических осей, однако отклонения от идеального положения являются не исключением, а правилом. Поэтому, прежде чем использовать фотографии, мы должны во время съемки определять взаимное положение и ориентацию камер. Этот процесс, называемый относительной ориентацией, определяет преобразование, связывающее два различных положения фиксированной относительно камеры системы координат в различные моменты съемки.

Иногда возникает необходимость связать пространственные координаты, полученные с помощью стереопары (или какого-либо другого устройства, дающего информацию о дальности, например, лазерного дальномера), с координатами, измеренными в другой системе. Это задача абсолютной ориентации, с которой мы и начнем, поскольку она несколько проще для понимания, чем задача относительной ориентации.

Преобразование между двумя положениями камеры можно рассматривать как движение твердого тела и, таким образом, разложить на вращение и перенос (рис. 13.3). Если — положение точки Р в системе координат, связанной с левой камерой, а

Рис. 13.3. Преобразование от одного положения камеры к другому. Его можно представить вращением и переносом. Связь между координатами точки Р можно выразить с помощью матрицы поворота и вектора переноса.

положение этой же точки в системе координат, связанной с правой камерой, то где — матрица поворота — ортогональная матрица соответствующая повороту, а — вектор переноса. Столбцы ортогональной матрицы являются взаимно ортогональными единичными векторами, поэтому , где I — единичная матрица .

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление