SFM
1、相机模型,内参数和外参数矩阵,相机标定;
2、极线约束和本征矩阵;特征点提取与匹配;提取到的特征点计算本征矩阵(五对以上的点)findEssentialMat(),需啊要点对,焦距参数,cx,cy参数等;
3、分解本征矩阵,获取相对变换R和T: int pass_count = recoverPose(E, p1, p2, R, T, focal_length, principle_point, mask);
4、现在已经知道了两个相机之间的变换矩阵R和T,还有每一对匹配点的坐标。三维重建就是通过这些已知信息还原匹配点在空间当中的坐标.用三角化重建三维模型;proj1和proj2分别为跟R和T相关的3*4矩阵;
//三角化重建 triangulatePoints(proj1, proj2, p1, p2, structure);
//××××××××××××××××××××××多目三位重建××××××××××××××××××××
5、求第三个相机的变换矩阵:
5.1最简单的想法,就是沿用双目重建的方法,即在第三幅图像和第一幅图像之间提取特征点,然后调用findEssentialMat和recoverPose。那么加入第四幅、第五幅,乃至更多呢?随着图像数量的增加,新加入的图像与第一幅图像的差异可能越来越大,特征点的提取变得异常困难,这时就不能再沿用双目重建的方法了。
5.2 那么能不能用新加入的图像和相邻图像进行特征匹配呢?比如第三幅与第二幅匹配,第四幅与第三幅匹配,以此类推。当然可以,但是这时就不能继续使用findEssentialMat和recoverPose来求取相机的变换矩阵了,因为这两个函数求取的是相对变换,比如相机三到相机二的变换,而我们需要的是相机三到相机一的变换。有人说,既然知道相机二到相机一的变换,又知道相机到三到相机二的变换,不就能求出相机三到相机一的变换吗?实际上,通过这种方式,你只能求出相机三到相机一的旋转变换(旋转矩阵R),而他们之间的位移向量T,是无法求出的。这是因为上面两个函数求出的位移向量,都是单位向量,丢失了相机之间位移的比例关系。
5.3我们要怎么解决这些问题?现在请出本文的主角——solvePnP和solvePnPRansac.根据OpenCV的官方解释,该函数根据空间中的点与图像中的点的对应关系,求解相机在空间中的位置。也就是说,我知道一些空间当中点的坐标,还知道这些点在图像中的像素坐标,那么solvePnP就可以告诉我相机在空间当中的坐标。solvePnP和solvePnPRansac所实现的功能相同,只不过后者使用了随机一致性采样,使其对噪声更鲁棒,本文使用后者。有这么好的函数,怎么用于我们的三维重建呢?首先,使用双目重建的方法,对头两幅图像进行重建,这样就得到了一些空间中的点,加入第三幅图像后,使其与第二幅图像进行特征匹配,这些匹配点中,肯定有一部分也是图像二与图像一之间的匹配点,也就是说,这些匹配点中有一部分的空间坐标是已知的,同时又知道这些点在第三幅图像中的像素坐标,嗯,solvePnP所需的信息都有了,自然第三个相机的空间位置就求出来了。由于空间点的坐标都是世界坐标系下的(即第一个相机的坐标系),所以由solvePnP求出的相机位置也是世界坐标系下的,即相机三到相机一的变换矩阵.
6、加入更多图像
通过上面的方法得到相机三的变换矩阵后,就可以使用上一篇文章提到的triangulatePoints方法将图像三和图像二之间的匹配点三角化,得到其空间坐标。为了使之后的图像仍能使用以上方法求解变换矩阵,我们还需要将新得到的空间点和之前的三维点云融合。已经存在的空间点,就没必要再添加了,只添加在图像二和三之间匹配,但在图像一和图像三中没有匹配的点。如此反复。
7、多目重建的累积误差解决?BA方法,如何求解BA?总体思想是使用梯度下降,比如高斯-牛顿迭代、Levenberg-Marquardt算法等
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