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标题: 关于梯形失真的解决 [打印本页]

作者: sonwendi 时间: 2011-12-1 23:45
标题: 关于梯形失真的解决
本帖最后由 sonwendi 于 2011-12-1 23:50 编辑

看到有同学问这个问题，之前我发过帖子详细讲了桶形失真的解决方法，接下来简单的讲解一下梯形的解决：
我先说一下我这个思路能达到的目的：将图像中黑线的坐标转换到实际的距离坐标，比如采集的图像中某一行黑线位置在3/4处，通过计算可以算出距离坐标原点（摄像头正下方处）Y=20CM,X=80CM，然后可以用算法优化路径。

图像采集中需要将3-D客观场景投影到2-D像平面。这个投影可用几何透视变换(也称为成像变换)描述(Fu,1987)。下图给出一个成像过程的几何模型示意图：

[attach]16359[/attach]

在图1里，设世界坐标系与摄像机坐标系重合，像平面坐标系x’y’与摄像机坐标系的xy平面重合(以下用xy表示x’y’),光轴与z轴重合。像平面中心位于原点处，镜头中心坐标(0,0, λ), λ是镜头的焦距。

设(X,Y,Z)是3-D空间中任意点W的世界坐标。由相似三角形可得：
[attach]16360[/attach]
则可得到空间3-D点投影后的像平面坐标：
[attach]16361[/attach]

这些等式是非线性的，因为其中含有变量Z。下面借助齐次坐标将它们表示成线性矩阵形式。

空间点坐标XYZ的齐次坐标定义为(kX,kY,KZ,k)，其中k是1个任意的非零常数。很明显，将齐次坐标变回笛卡尔坐标可用第4个坐标量去除前3个坐标量得到。这样1个笛卡尔坐标系中的点可用矢量形式表示为：

W=[X Y Z]T

其对应的齐次坐标可表示为：

Wh=[kX kY kZ k]T

如果定义透视变换矩阵为：

[attach]16362[/attach]

它和Wh的乘积PWh给出1个记为Ch的矢量：
[attach]16363[/attach]
这里Ch的元素是齐次形式的摄像机坐标，这些坐标可用Ch的第4项分别去除前3项转换成笛卡尔形式。所以，摄像机坐标系中任意一点笛卡尔坐标可表式成矢量形式：
[attach]16364[/attach]

在智能车路径识别中，摄像头坐标系与空间坐标系关系建立如下：
[attach]16365[/attach]

我再解释一下最后这个式子：计算X坐标用到一个负号，和减去一个2.4，是因为摄像头是倒装，摄像头成像4.8mm，减去中心计算的就是相对于中间的坐标。
可以借用MATLAB等工具解算出参数，直接带到单片机里面做运算~

作者: 芸纤飘羽 时间: 2011-12-2 08:51
呵呵有些看不明白不过就是强这样是个办法在研究研究

作者: lzcangel 时间: 2011-12-2 09:29
厉害啊，不过摄像头倒装是什么意思？如果正装的话呢

作者: znfc2 时间: 2011-12-2 12:12
摄像头倒装?是不是为了时间分配？

作者: sonwendi 时间: 2011-12-2 15:37
回复 3# lzcangel

倒着放是为了近处的先处理~边采集便提取黑线

作者: sonwendi 时间: 2011-12-2 15:38
回复 4# znfc2

倒着放是为了近处的先处理~边采集便提取黑线

作者: znfc2 时间: 2011-12-2 15:51
回复 6# sonwendi

边采集边提取黑线？那时间够不够啊？提取更远的黑线貌似需要之前黑线的信息，算法神马的需要时间，或许我的代码效率太低了吧

作者: sonwendi 时间: 2011-12-2 22:11
回复 7# znfc2

采集是近处隔的行数比较多，远处就基本上逐行采集了~所以近处可以边采集边提取黑线，当然如果你要用高级算法就不行了

作者: lzcangel 时间: 2011-12-2 22:40
公式Y,X的单位是厘米还是毫米啊

作者: sonwendi 时间: 2011-12-2 23:07
回复 9# lzcangel

第一行讲得很清楚，目的是计算出厘米

作者: 夜落_归根 时间: 2012-1-2 00:49
学习学习学习~~

作者: yaphets_perfect 时间: 2012-1-2 13:55
一直觉得这个并不重要，毕竟我们需要的只是中心线而已，梯形并不会改变中心线的位置吧。

作者: sonwendi 时间: 2012-1-2 20:53
回复 12# yaphets_perfect

那远处的黑线偏离了中心线，我又想知道它的实际距离怎么办？

作者: Nothingkid 时间: 2012-1-2 20:58
宋学长V5

作者: yaphets_perfect 时间: 2012-1-2 22:12
回复 13# sonwendi

弯道的确有点问题，但是做了梯形校正以后，应该会使视野变小吧，远处的，有一部分为没有，照这么分析

作者: sonwendi 时间: 2012-1-3 13:26
回复 15# yaphets_perfect

不太明白你说的什么意思，我是为了扩大视野范围才用的短焦镜头，而且算法决定了我的失真必需得解决

作者: binglong2011 时间: 2012-1-4 21:22
????????

作者: sinea2012 时间: 2012-2-11 11:08
α是摄像头俯角吗？
Dz是摄像头高度吗？
1.8又是什么意思?

作者: 征服者 时间: 2012-2-16 11:13
这么处理不浪费时间吗

作者: 冰封寒焰 时间: 2012-2-17 10:44
加广角镜不行么

作者: sonwendi 时间: 2012-2-18 16:02

sinea2012 发表于 2012-2-11 11:08
α是摄像头俯角吗？
Dz是摄像头高度吗？
1.8又是什么意思?

对，1.8是镜头的焦距

作者: sonwendi 时间: 2012-2-18 16:02

征服者发表于 2012-2-16 11:13
这么处理不浪费时间吗

这样处理效果好呀

作者: sonwendi 时间: 2012-2-18 16:02

冰封寒焰发表于 2012-2-17 10:44
加广角镜不行么

广角镜头也可以矫正，取决于你用什么算法

作者: tao475824827 时间: 2012-2-18 16:47

sonwendi 发表于 2012-2-18 16:02
广角镜头也可以矫正，取决于你用什么算法

怎么换头像了。。

作者: sonwendi 时间: 2012-2-19 17:00

tao475824827 发表于 2012-2-18 16:47
怎么换头像了。。

换个清纯的~
这张网上没有，搜不到的~

作者: 532327593 时间: 2012-2-19 19:09
还是不不是很懂呀，

作者: 532327593 时间: 2012-2-19 19:17
这个方法能把这种失真纠正回来赛？纠正成实际的直赛道哈

作者: 征服者 时间: 2012-2-20 14:41

sonwendi 发表于 2012-2-18 16:02
这样处理效果好呀

我的意思啊，单片机处理的速度能跟上吗，你是这么做的吗

作者: sonwendi 时间: 2012-2-21 02:35

征服者发表于 2012-2-20 14:41
我的意思啊，单片机处理的速度能跟上吗，你是这么做的吗

可以，算法会简化很多

作者: sinea2012 时间: 2012-2-21 21:51
thank you！

作者: 芸纤飘羽 时间: 2012-2-22 11:28
好像不处理也行只看怎么用是不是

作者: zbl9212 时间: 2012-3-10 20:24
不同的摄像头那个1.8 和 2.4 是一样的吗怎么确定的？

作者: 齐天小晟 时间: 2012-3-15 20:59
不是很看得懂，开始的时候都这样，我还要好好研究一下

作者: 巍巍城 时间: 2012-3-22 12:56
Y=20CM,X=80CM是什么意思啊

作者: zhenghongxinzhx 时间: 2012-3-29 13:29
一开始觉得这个不要，现在觉得挺重要的。
想问一下楼主：像头成像4.8mm 是什么意思啊？-2.4不明白。

作者: zhenghongxinzhx 时间: 2012-3-29 13:30

zbl9212 发表于 2012-3-10 20:24
不同的摄像头那个1.8 和 2.4 是一样的吗怎么确定的？

1.8是摄像头焦距，不同摄像头一般不一样的。
2.4我就不知道是什么东东了同问

作者: Mr.Simple 时间: 2012-4-1 19:46
版主,不进行矫正的话用什么方法寻线会比较好呢,两边线呈梯形状,我检测两个线怎么才能得到中线

作者: czrushman 时间: 2012-4-25 20:57
何必这么麻烦

作者: haoxinrui 时间: 2012-5-9 23:39
我进行梯形校正后，测得仅图像校正就用时约120ms，而不加校正话每一幅图像的处理周期只有20ms，这样看来失真校正的代价是不是太大了？
还有请教哈校正后对于图像中丢失的像素该怎样处理啊？

作者: 快乐的可小巴 时间: 2012-5-19 12:12
能把公式更具体化参数的设定和定义吗？求助，方便的话把资料发到，qq：462290633

作者: sonwendi 时间: 2012-5-19 12:48

haoxinrui 发表于 2012-5-9 23:39
我进行梯形校正后，测得仅图像校正就用时约120ms，而不加校正话每一幅图像的处理周期只有20ms，这样看来失真 ...

你的算法肯定太复杂了，对于单片机你要简化算法，很多情况只需要考虑理论情况即可，最后得到的结果会有误差，只要可以接受就行

作者: weichuiweicao 时间: 2012-6-26 19:42
α是不是就是摄像头的倾角

作者: 晓磊。。。 时间: 2012-6-28 16:13
又是数学？怕啊

作者: 沉思乐署1 时间: 2012-7-7 22:27
有点复杂，在看看

作者: flyeastlxl 时间: 2012-7-8 00:04
其实用个查表法不就得了~

作者: flyeastlxl 时间: 2012-7-8 00:04
你们摄像头又不是会动的~~~~

作者: zhao1992629 时间: 2013-2-23 23:02

作者: w57831221 时间: 2013-2-27 14:02
暂时还看不懂，慢慢学

作者: zsshexiangtou 时间: 2013-3-8 11:01
请问Dz 和式子中的角度是什么？？

作者: zsshexiangtou 时间: 2013-3-10 10:20
楼主能不能给点文档参考

作者: zsshexiangtou 时间: 2013-3-10 12:14
[attach]41734[/attach]最近在看图像梯形校正的资料，在网上搜到一篇文章，感觉写的不错，和大家共享。个人觉得最后一种方法——几何建模，先计算出具体参数，再带入单片机进行计算，比较方便实用。
但是我不是很明白，在文章中提到的几何建模法中，每个变量的含义，尤其是小写的l,和大写的L,H,各代表啥意思。（f肯定是代表焦距的）不知道有哪位大侠明白的，希望赐教！！

作者: 378110705 时间: 2013-3-10 12:53
楼主辛苦了额

作者: sonwendi 时间: 2013-3-20 20:44

zsshexiangtou 发表于 2013-3-10 10:20
楼主能不能给点文档参考

[attach]42396[/attach]

[attach]42395[/attach]

作者: 百川汇流 时间: 2013-3-20 22:21
厉害呀！

作者: zsshexiangtou 时间: 2013-3-21 12:15

sonwendi 发表于 2013-3-20 20:44

您终于回复了，太感谢了！

作者: 忧天杞人 时间: 2013-3-21 14:31
校正梯形失真具体有什么作用呢

作者: sonwendi 时间: 2013-4-10 12:47

忧天杞人发表于 2013-3-21 14:31
校正梯形失真具体有什么作用呢

图像看成是正常的啊，尤其对于需要计算精确角度和斜率的~

作者: Insane 时间: 2015-4-3 13:33
很难懂哦

作者: @狼/#燎牙 时间: 2015-4-3 22:34
好头像啊。。。本来坐车郁闷到不行。。。看了版主的头像。。。心情瞬间好多了

作者: 偶然say 时间: 2015-10-10 16:44
我想问道一下，那么写入单片机的事什么，什么参数，还有很多技术报告中提到了矫正表和反矫正表到底是什么？困扰了很久

作者: ztf076126 时间: 2016-1-25 13:06
66666666

作者: wdlsl 时间: 2016-3-11 20:56
能加你QQ吗？

作者: zx776083532 时间: 2016-6-16 16:31
大神，在各种坐标系中，成像的过程中，什么对应的是图像的中心位置？那么逆透视变换的时候，原点应当取在哪里呢？

作者: WonderSeven 时间: 2017-5-21 16:40
学习学习

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