opencv 已知图像坐标系

时间: 2023-06-24 12:02:22 浏览: 224
### 回答1: OpenCV 是一个计算机视觉库,它提供了许多功能来处理和分析图像,包括识别、跟踪、检测等。在 OpenCV 中,图像坐标系是指在二维平面上的任何点的 x 和 y 坐标。此坐标系的原点(0, 0)位于图像的左上角,x 正方向向右延伸,y 正方向向下延伸,因此可以按照 (x,y) 的顺序访问图像像素。在 OpenCV 中,图像坐标系一般使用像素单位,即每个像素都有一个唯一的坐标值。 因此,已知了图像坐标系,就可以根据坐标值对图像进行处理,如绘制图形、分割图像、检测物体等。在 OpenCV 中,还可以使用像素值来表示不同的颜色或灰度,从而对彩色或灰度图像进行处理。总之,图像坐标系是 OpenCV 中非常基础和重要的概念,对于图像处理和分析有着重要的作用。 ### 回答2: OpenCV是一个开源的计算机视觉库,已知图像坐标系是其中的重要概念之一。在OpenCV中,图像坐标系是一种二维坐标系,其中原点位于左上角,x轴沿图像向右延伸,y轴沿图像向下延伸。 OpenCV在处理图像时常常需要使用图像坐标系,比如在进行图像处理、目标检测、跟踪等一系列计算时。通过已知图像坐标系,可以精确确定图像中的目标位置、大小等信息,从而帮助我们更好地分析图像,并且对于计算机视觉任务的实现也非常重要。 对于OpenCV中图像坐标系的处理,常常需要将其转化为世界坐标系或相机坐标系等3D坐标系,以便更好地进行目标检测、跟踪、姿态估计等任务。因此,对于OpenCV中的图像坐标系的理解和应用是计算机视觉工程师必备的基础能力之一。
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要实现相机坐标系到世界坐标系的转换,你需要知道相机的内参和外参信息。下面是一个基本的实现步骤: 1. 获取相机的内参信息,包括相机的焦距、主点坐标和相机的畸变参数。这些参数通常保存在相机的标定文件中。 2. 获取相机的外参信息,包括相机的旋转矩阵和平移向量。这些参数可以通过相机的姿态估计算法(如解算两张图像之间的特征点对应关系)获得。 3. 将相机坐标系中的点投影到图像平面上,可以使用相机的内参将三维点转换为二维像素坐标。 4. 对于每个图像点,将其与相机的内参和外参结合,反向计算出其在世界坐标系中的坐标。这可以通过使用双目视觉几何关系或三角测量方法实现。 下面是一个基于OpenCV的示例代码,演示了如何实现相机坐标系到世界坐标系的转换: ```python import numpy as np import cv2 # 相机内参 fx = 500 # 焦距 (focal length along x-axis) fy = 500 # 焦距 (focal length along y-axis) cx = 320 # 主点坐标 (principal point x-coordinate) cy = 240 # 主点坐标 (principal point y-coordinate) # 相机外参 rotation_matrix = np.array([[1, 0, 0], [0, 1, 0], [0, 0, 1]]) # 旋转矩阵 translation_vector = np.array([[0], [0], [0]]) # 平移向量 # 相机坐标系中的点 camera_point = np.array([[100], [100], [500]]) # 投影到图像平面 image_point, _ = cv2.projectPoints(camera_point, rotation_matrix, translation_vector, np.array([[fx, 0, cx], [0, fy, cy], [0, 0, 1]]), None) # 转换为像素坐标 pixel_x = int(image_point[0][0][0]) pixel_y = int(image_point[0][0][1]) # 输出像素坐标 print("Pixel coordinates:", pixel_x, pixel_y) # 反向计算世界坐标 inverse_rotation_matrix, inverse_translation_vector = cv2.Rodrigues(rotation_matrix) inverse_projection_matrix = np.hstack((inverse_rotation_matrix, inverse_translation_vector)) world_point = cv2.triangulatePoints(np.eye(4), inverse_projection_matrix, np.array([[pixel_x], [pixel_y], [1], [1]])) world_point /= world_point[3] # 输出世界坐标 print("World coordinates:", world_point[:3]) ``` 请注意,这只是一个简单的示例,并且假设相机的内参和外参已知。在实际应用中,你需要根据你的相机和场景的具体情况来获取正确的参数。

opencv 标定local坐标系

### 使用 OpenCV 进行相机标定创建局部坐标系 #### 准备工作 为了使用OpenCV进行相机标定并建立局部坐标系,需准备棋盘格图案作为校准板。该图案应具有已知尺寸的黑白相间方格,以便软件能够识别角点位置。 #### 获取图像数据集 收集多张不同角度下包含整个棋盘格的清晰照片。每一张图片都应当展示完整的交叉点阵列,并覆盖尽可能广泛的空间范围来确保最终估计参数的有效性和准确性[^1]。 #### 编写代码实现标定过程 下面是一个Python脚本的例子,它展示了如何读取一系列含有棋盘格模式的照片来进行单目相机内部参数以及外部姿态(即相对于世界坐标的旋转和平移向量)的估算: ```python import cv2 import numpy as np import glob # 设置查找亚像素角点的终止条件 criteria = (cv2.TERM_CRITERIA_EPS + cv2.TERM_CRITERIA_MAX_ITER, 30, 0.001) # 棋盘格模板规格 pattern_size = (9, 6) objp = np.zeros((np.prod(pattern_size), 3), np.float32) objp[:, :2] = np.indices(pattern_size).T.reshape(-1, 2)*20 # 假设每个正方形边长为20mm # 存储对象点和图像点的位置数组 objpoints = [] # 3D points in real world space imgpoints = [] # 2D points in image plane. images = glob.glob('*.jpg') for fname in images: img = cv2.imread(fname) gray = cv2.cvtColor(img,cv2.COLOR_BGR2GRAY) ret,corners=cv2.findChessboardCorners(gray,pattern_size,None) if ret==True: objpoints.append(objp) corners2=cv2.cornerSubPix(gray,corners,(11,11),(-1,-1),criteria) imgpoints.append(corners2) # 绘制并显示角落 img=cv2.drawChessboardCorners(img,pattern_size,corners2,ret) cv2.imshow('img',img) cv2.waitKey(500) cv2.destroyAllWindows() # 执行相机内外参标定 ret, mtx, dist, rvecs, tvecs = cv2.calibrateCamera(objpoints, imgpoints, gray.shape[::-1], None, None) ``` 上述程序会遍历指定目录中的所有JPEG格式文件(.jpg),尝试从中提取出有效的棋盘格特征点,并将其用于计算相机矩阵`mtx`(内参)、畸变系数`dist`以及其他必要的变换参数如旋转向量(`rvecs`)与平移向量(`tvecs`)[^2]。 一旦完成了这一步骤,则可以根据获得的结果构建起一个基于所选参照物的世界坐标框架——通常情况下可以选择其中一个拍摄视角下的某个固定物体表面作为原点O;而X轴Y轴则分别沿着水平方向和垂直方向延伸开来形成平面直角坐标体系结构。对于每一个新捕捉到的画面而言,都可以借助于之前求得的各项数值完成从像素坐标至实际物理距离之间的转换操作。
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