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基于全景图像与激光点云配准彩色点云生成算法(2014年文章)

全景图像最突出特点是视场在水平方向360视角,尽可能地获取相机周围图像信息。...本文在全景图像与点云配准基础,利用全向多相机系统中心、球面像素点与目标点成直线共线原理,介绍了一种由激光点云和全景图像生成彩色点云方法。该方法充分利用了360度全景图像和激光点云。...局部三维笛卡尔坐标系S1(X1,Y1,Z1):系统原点位于当前全景相机球体中心。我们可以通过将系统中大地坐标系S原点移到全景相机球中心来得到新坐标系S1。...全景三维笛卡尔坐标系S2(Xs,Ys,Zs):系统原点也在当前全景相机中心。Y轴指向前进方向,X轴指向车身右侧,Z轴垂直向上。 全景秋极坐标系P(B,L,R):原点在全景球中心坐标系。...全景图像平面坐标系(o-xy):以全景图像主点为原点笛卡尔坐标系。 生成彩色点云算法 点云数据中每个点坐标都是绝对坐标,表示物体点实际位置。根据共线原理,物体点、摄影中心和成像点是共线

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全景图转小行星视角投影原理详解

全景图是2:1比例图片,一般是多张图像拼接而成。全景图2:1比例可以很方便映射到球面,而球坐标可以很方便实现各种有趣投影。比如小行星,水晶球,局部透视投影等。...今天来说说怎么将全景图投影到小行星视图: 首先,要有一副2:1全景图,如下: ? 风景秀丽是不是。 然后,将全景图按照经纬展开法重新贴到球面图像宽就是纬度0-2π,图像高就是经度0-π。...接下来,需要一种下面这样投影。将一个球面坐标投影到平面上。投影中心在球心到球面之间。 从百度百科图,各位将就着看。 ?...首先建立球坐标系,将经纬度全景图贴到球面上,这个过程我之前一篇博客中鱼眼图经纬图讲过,原理一样。只不过是逆过程。 2. 设定投影中心点坐标,然后连接投影中心点和球面上一点,得到一条直线。...计算该直线与该投影平面的交点,即可得到投影后平面坐标。 4. 上述三步均在球坐标系下完成,得到各个球面平面坐标后,根据具体想要得到平面图像尺寸,将平面坐标换为图像坐标。至此完成。

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【Cesium】Cesium坐标转换

2.1.2 地理坐标 就是测绘中地理经纬度坐标,地理坐标系,坐标原点在椭球质心。 经度:参考椭球面上某点大地子午面与本初子午面间两面角。东正西负。...纬度 :参考椭球面上某点法线与赤道平面的夹角。北正南负。 Cesuim中没有具体经纬度对象,要得到经纬度首先需要计算为弧度,再进行转换。 2.1.3  弧度 Cartographic变量表示。...是用弧度表示经纬度,这里参数也叫做longitude,latitude,即经度和纬度。弧度即角度对应弧长是半径倍数。 角度弧度 π/180×角度 ; 弧度变角度 180/π×弧度。...转换到笛卡尔坐标系后就能运用计算机图形学中仿射变换知识进行空间位置变换如平移旋转缩放。...下面举个例子: 一个局部坐标为p1(x,y,z)点,将它局部坐标原点放置到loc(lng,lat,alt),局部坐标的z轴垂直于地表,局部坐标的y轴指向正北, 并围绕这个z轴旋转angle度

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【教程】详解相机模型与坐标转换

机体坐标 地理坐标系 相机坐标 机体坐标图像坐标 像素坐标系 相机坐标 图像坐标系 世界坐标 相机坐标系 世界坐标 像素坐标系 透视变换下坐标转换 坐标系系统...地理坐标系:单位m,以载机位置为原点建立NED北东地坐标系 大地直角坐标系:单位m,根据参考椭球面建立笛卡尔直角坐标系,原点为参考椭球面的中心点,Z轴由原点指向地球北极; X轴由原点指向本初子午圈与赤道圈在椭球面交点...图像坐标 像素坐标系 p对应成像平面坐标为(x,y),dx和dy表示图像中每个像素在成像平面中物理尺寸。成像平面的原点在像素坐标系中坐标为(u0,v0)。...相机坐标 图像坐标系 参考Zc计算: Zc是目标在相机坐标系在Z轴投影。...$O_wX_w$单位向量。

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火星表面...

然而由于其焦距短视场大特点以及光学原理约束,导致鱼眼镜头图像桶形畸变较为严重,视觉效果差,很难满足正常需求。如何实现鱼眼图像畸变精确矫正已成为国内外学者研究热点。 2....3.双经度畸变矫正方法介绍 传统经纬矫正算法因其无需外部设备标定而被广泛使用,算法基本思想是通过建立鱼眼图像坐标点与半球面模型坐标点之间映射关系,将球面坐标换为球面经纬度坐标,并采用等距投影或正交投影原理将球面上点经度映射为矫正图像水平坐标...光学中心和球面半径 计算 目前有资料证明,根据鱼眼镜头球面模型成像几何性质,空间直线投影为球面上大圆,而球面上大圆投射为鱼眼图像椭圆,椭圆长轴长度与球面模型直径长度相等。...因此,本文将对空间直线在鱼眼图像对应畸变曲线进行采样,然后根据采样点拟合椭圆方程,并求得中心位置及长轴大小,从而确定光学中心与球面半径。...在图 中,图 衣示斤正后目标图像坐标图, 为目标图像一点, 其坐标为 图 表示半 球面双经度俯视图, 点 为与目标图像上点 相对应 逆向映射点;图 为图

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使用格拉姆角场(GAF)以将时间序列数据转换为图像

这篇文章将会详细介绍格拉姆角场 (Gramian Angular Field),并通过代码示例展示“如何将时间序列数据转换为图像”。...笛卡尔坐标笛卡尔坐标系(Cartesian coordinates,法语:les coordonnées cartésiennes)就是直角坐标系和斜坐标统称,相交于原点两条数轴,构成了平面仿射坐标系...如两条数轴度量单位相等,则称此仿射坐标系为笛卡尔坐标系。两条数轴互相垂直笛卡尔坐标系,称为笛卡尔直角坐标系,否则称为笛卡尔斜角坐标系。点(或其他几何形状)位置由一个或多个数字确定。...语言描述可能不太准确,下面使用代码详细进行解释 Python 中示例 我在这里提供了一个 Python 示例,以演示使用格拉姆角场将时间序列转换为图像逐步过程状态。...A 和 B(实际是在 PAA 和缩放之后)。

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FFmpeg + OpenGL ES 实现 3D 全景播放器

全景播放器将视频画面渲染到球面上,相当于从球心去观察内部球面,观察到画面 360 度无死角,这也就是市面上大多数“ VR 盒子”实现原理。...全景播放器将视频画面渲染到球面上 2 构建球面网格 全景播放器原理与普通播放器本质区别在渲染图像部分,普通播放器只需将视频画面渲染到一个矩形平面上,而全景播放器需要将视频画面渲染到球面。...球体网格 OpenGL ES 中所有 3D 物体均是由三角形构成,构建一个球体只需要利用球坐标系中经度角、维度角以及半径计算出球面三维坐标,最后这些坐标点构成一个个小矩形,每个矩形就可以分成 2...,实际就是计算固定行和列网格点。...//构建纹理坐标球面展开后矩形 int width = 360 / ANGLE_SPAN;//列数 int height = 180 / ANGLE_SPAN;//行数 float dw = 1.0f

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FFmpeg + OpenGL ES 实现 3D 全景播放器

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从深度图到点云构建方式

本期我们将一起讨论如何将RGBD图像换为3D空间中点 ? 我们将介绍什么是相机内参矩阵,以及如何使用它将RGBD(红色、蓝色、绿色、深度)图像换为3D空间。...(右)笛卡尔坐标x,y,z中3D视图。 如果要了解3D环境中每个像素对应内容,那么了解相机属性就非常重要。相机关键参数之一是焦距,它帮助我们将像素坐标换为实际长度。...左侧是针孔照相机,镜头前有一个物体(从上方是相同蓝色球),并在屏幕显示。世界坐标系与照相机对齐,因此z轴延伸到照相机所看方向。在右侧,从左侧开始两个部分重叠三角形分开以更加清楚。...综上所述,我们可以仅使用几何参数编写一段很短Python代码,以将屏幕坐标系转换为笛卡尔坐标系。...现在我们可以在齐次坐标上定义各种不同操作,但是这些操作都保持最后一个维度值不变。 旋转矩阵R,平移矢量t和本征矩阵K组成了相机投影矩阵。它定义为从世界坐标换为屏幕坐标: ?

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从深度图到点云构建方式

本期我们将一起讨论如何将RGBD图像换为3D空间中点 ? 我们将介绍什么是相机内参矩阵,以及如何使用它将RGBD(红色、蓝色、绿色、深度)图像换为3D空间。...(右)笛卡尔坐标x,y,z中3D视图。 如果要了解3D环境中每个像素对应内容,那么了解相机属性就非常重要。相机关键参数之一是焦距,它帮助我们将像素坐标换为实际长度。...左侧是针孔照相机,镜头前有一个物体(从上方是相同蓝色球),并在屏幕显示。世界坐标系与照相机对齐,因此z轴延伸到照相机所看方向。在右侧,从左侧开始两个部分重叠三角形分开以更加清楚。...综上所述,我们可以仅使用几何参数编写一段很短Python代码,以将屏幕坐标系转换为笛卡尔坐标系。...现在我们可以在齐次坐标上定义各种不同操作,但是这些操作都保持最后一个维度值不变。 旋转矩阵R,平移矢量t和本征矩阵K组成了相机投影矩阵。它定义为从世界坐标换为屏幕坐标: ?

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游戏引擎与GIS

,三维数据(i3S)以及CityEngine场景 Cesium 3D Tiles 要想实现这些功能,就不得不考虑地图投影,UE把投影分为三类,(a)以经纬度+高度球面坐标系,(b)投影后平面坐标系...,(c)还有以球心为原点XYZ(单位米)笛卡尔坐标系。...在这个过程中,就存在一个坐标系转换过程,首先,我们需要把球面坐标系(比如WGS84)转为笛卡尔坐标系,由度转为米,然后将原点从球心平移到球面上(上图球心O_e到球面O_n),我们认为地球是平(绿色矩形...这里还有一个细节,如上图,地球是椭球而不是圆球,这样,在球面坐标系和笛卡尔坐标系之间转换时需要特殊处理:r=r_s+h(r_s和h不在一条线)。...特别是笛卡尔坐标球面坐标系时,无法直接求解,需要用Newton-Raphson方法迭代求解。所以,一些3D GIS产品不知道这个方法,或省事直接用圆球,反正看上去都差不多。 ?

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RadarSLAM:可用于全天候大规模场景毫米波雷达SLAM

图2:FMCW雷达360坐标笛卡尔表示,雷达图像三种常见噪声是斑点噪声、接收机饱和和多径反射。...,雷达图像可以提供距离绝对度量信息,这与丢失深度相机图像不同,原始极坐标扫描可以转换为笛卡尔空间,由灰度图像表示。...因此,在极坐标图像给定一个点(a,r),其中a和r分别表示方位角和距离,其笛卡尔坐标P可以通过 其中θ=2π•a/N是笛卡尔坐标测距角度,γ是图像像素空间和世界度量空间之间比例因子。...,|k•k|2是欧氏距离,Pi_t和Pi_k是局部坐标系中关键点对i笛卡尔坐标,Pj_t和Pj_k是关键点对j坐标,δ_c是小距离阈值。...雷达图像首先转换为点云,一种直观而简单方法是通过从每个方位角读数中找到局部最大值来检测峰值,如图5所示 图5:雷达扫描值峰值检测。(a) :原始笛卡尔图像

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OpenCV 图像变换之 —— 通用变换

本质,这两种变换有着相似的特性:它们把源图像像素从一个地方映射到目标图像另一个地方。事实,其他一些操作也有着相同结构。本文学习一些类似的变换,而后学习如何让OpenCV实现自己映射变换。...极坐标映射 笛卡尔直角坐标系与距离-角度极坐标系之间转换。...cv2.cartToPolar() 计算二维向量角度和幅度,笛卡尔坐标坐标 函数使用 magnitude, angle = cv2.cartToPolar(x, y) image.png...,其中线性极坐标我们比较熟悉,对数极坐标为: 对于二维图像,对数-极坐标变换是从直角坐标换为对数极坐标,即 (x, y) \leftrightarrow r e^{i \theta} ,其中 r=\sqrt...下图展示了正方形对数极坐标变换后图像: 函数实现极坐标笛卡尔坐标之间转换,以官方图像为例: dsize 为图像输出尺寸(w, h),如果二者均为小于零输入,则会返回与源图像中指定圆相关尺寸图像

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6_机械臂运动学_刚体转动描述

显然,全部标准正交基向量(无数)末端组成一个单位球面....实际这个点旋转变换Γ 就是前面我们介绍旋转矩阵 ,即点(或向量)旋转变换为 = 2平面上坐标的旋转变换 如果将坐标系{xoy}也以逆时针方向绕原点旋转θ角,会得到新坐标系{x'oy'},如图所示...旧坐标基本单位向量i和j变为新坐标基本单位向量i'和j', i' = Γ i , j' = Γ j。实际,此时旋转效果是最终对坐标系{xoy}和向量 oP一起做了旋转θ角操作....我们看到点旋转矩阵和坐标同样旋转旋转矩阵T不同,容易验证,它们互为置矩阵.另外,也可以验证它们互为逆矩阵. 1.4.2 空间旋转变换 1 方向余弦矩阵(Direction Cosine...而一般运动可以分解为平动和定点转动组合.平动是3个自由度,定点转动是3个自由度.而刚体定点转动可以看做是笛卡尔坐标系绕原点旋转(不共原点坐标系可通过平动达到同一原点),而这种旋转关系可以用3×3矩阵描述

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透过镜头看杯酒人生

有过经验的人都知道,图5贴纸能够完全包在一个半径为贴纸高1/π球面上,地理常识也告诉我们:该贴纸高度代表地球仪纬度、宽度代表地球仪经度。...已知P点坐标(m,n),m,n为相对于圆心O坐标(圆心O一般在成像图像中点),和360度点成像半径R(可以根据当前图像有效边缘求得,如当前图像宽高为720,视角为236,那么360度视角R为:720/...(236/360)=1098),求出对应全景图像点位置P'(m',n'),而点(m',n')值即是点P'经纬度值,即为图6中(α,r)值。...为了解决这个问题,我们可以将这个初中数学题反过来,已知全景图像点P'(x,y),宽高w、h,和鱼眼图像360度圆半径R以及鱼眼图像中心点O(cx,cy),求鱼眼图像中对应点P(x',y')。...image.png 经过以上视频观看会发现有毛毛躁躁感觉,这也是直接使用上文公式转换带来问题,使用一些常见插值算法能够在一定程度上降低毛躁效果。

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关于飞机姿态角学习分享

不同转动顺序会形成不同坐标变换矩阵,通常按航向角、俯仰角和横滚角顺序来表示机体坐标系相对地理坐标空间转动。 1、什么是欧拉角? 欧拉角就是物体绕坐标系三个坐标轴(x,y,z轴)旋转角度。...,其中roll对应与bank,yaw对应于heading,它定义了从物体坐标系到惯性坐标旋转顺序 2)任意三个轴都能作为旋转轴,不一定必须是笛卡尔轴,但是用笛卡尔轴最有意义 3...简而言之,三种方法特点如下: 1)欧拉角最直观、最容易理解、存储空间少,但是欧拉角存在万向节死锁现象、插值速度不均匀等缺点,而且不可以在计算机中直接运算; 2)四元素不存在万向节死锁问题、利用球面插值可以获得均匀转速...三、飞机姿态角控制 飞机主要借助机翼和平尾舵面来实施操纵。...fr=aladdin https://blog.csdn.net/sinolover/article/details/90671784 http://www.360doc.com/content/18/

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Unity基础(10)-坐标系统

01-3D坐标系统 什么是3D坐标系? 3D坐标系是3D游戏开发与VR开发中基础概念。一般而言3D坐标系都是使用 笛卡尔坐标系来描述物体坐标信息,笛卡尔坐标系:分为左手坐标系与右手坐标系 ?...笛卡尔坐标 02-Unity中坐标系统 Unity中使用是左手坐标系,X轴代表水平方向 horizontal, Y轴代表垂直方向vertical ,Z轴代表深度。...参数中z坐标的作用就是:用来表示上述平面离摄像机距离。X,Y表示像素坐标,根据(X,Y)相对于屏幕位置,得到游戏世界中点相对于截面P位置,也就将屏幕坐标换为了世界坐标。...,注意:首先截取一个垂直于摄像机Z轴,距离为Z平面P,这样不管X,Y怎么变化,返回点都只能在这个平面上,参数是一个三维坐标,而实际,屏幕坐标只能是二维坐标。...参数中z坐标的作用就是:用来表示上述平面离摄像机距离。X,Y表示像素坐标,根据(X,Y)相对于屏幕位置,得到游戏世界中点相对于截面P位置,也就将屏幕坐标换为了世界坐标

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OpenCV 图像分析之 —— 霍夫变换(Hough Transform)

霍夫线变换 在笛卡尔坐标系下存在很多直线,直线可以用点截式表示,假设笛卡尔坐标两个点A=(X_1,Y_1)和B=(X_2,Y_2): 在笛卡尔坐标系下两点确定直线为 y=kx+q,考虑已知 A...因此我们在霍夫空间确定A, B 两个点确定笛卡尔坐标直线 然而斜截式表示竖线是不方便 k=∞是不方便表示,因此考虑将笛卡尔坐标换为:极坐标表示。...随机获取边缘图像前景点,映射到极坐标系画曲线; 不是系统性地逐行扫描图像 一旦累加器某个入口处到达了预设最小值,就沿着对应直线扫描图像,并移除这条直线上所有像素点 删除点时包括还没投票像素点...那么,参数空间可以表示为(a,b,r),图像坐标空间中一个圆对应参数空间中一个点。 笛卡尔坐标空间中一个点,对应霍夫三维空间中一个’漏斗’。...image.png 图中可以看到笛卡尔坐标系下圆x2+y2=1 三个点对应霍夫空间三个’漏斗’: image.png 其中 i \in { 1,2,3 } 三个’漏斗’(取 r >

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自动驾驶中时空坐标

图像坐标系 电脑存储照片或图像,一般以左上角为原点,向右为x正方向,向下为y正方向,单位以“像素”最为常用。图像坐标系为二维坐标系,标记为(Xi, Yi)。...从以毫米为单位像平面坐标系到以像素为单位图像坐标系,存在线性转换关系: ? 其中sx,sy是图像每个像素在像平面上所对应物理尺寸,单位是像素/毫米。...用经纬度表示大地坐标是一种椭球面坐标,不能直接应用于测绘。因此需要将他们按一定数学规律转换为平面直角坐标。在平面直角坐标系中我们能较方便地计算地表(公路上)两个物体相对距离和位置关系。 ?...于是需要一种坐标转换或者映射关系将经纬度坐标换为以米为单位平面直角坐标。 目前,这种坐标映射关系有多种标准,比如国际通用UTM坐标系,我国北京54坐标系和西安80坐标系。...传感器标定及标定板示例 从车体坐标系到世界坐标系 车体坐标系和世界坐标系之间关系是由车辆本身位置和姿态决定,这一换关系可以从车辆定位结果中直接得到。

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如何利用Python进行地理坐标系统转换?

这时,用一个可以近似表示地球表面的规则椭圆(如上图中蓝色虚线框所示)来进行地球表面的定位和测量,这个规则三维球面就是地球椭球体。...地理坐标系统就是由大地基准面衍生而来,其是使用三维球面来定义地球表面位置,以实现通过经纬度对地球表面点位引用坐标系。 一个地理坐标系包括角度测量单位、本初子午线和基准面三部分。...在中国范围内,一般不直接使用WGS-84,而是使用由国家测绘局在WGS-84基础加密火星坐标系(GCJ-02),或者使用企业在GCJ-02二次加密坐标系,例如百度坐标系(BD-09)、搜狗坐标系等...设置常量: 经纬度计算功能类: 简单判断坐标点是否在中国范围内: WGS-84换为GCJ-02: GCJ-02换为WGS-84: GCJ-02换为BD-09 GCJ-02换为BD-09...: WGS-84换为BD-09: BD-09换为WGS-84: 坐标转换功能包使用方法: 输出结果: 5.

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