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opencv - 来自 View 矩阵的平移和旋转矢量(以及反向)

转载 作者:行者123 更新时间:2023-12-02 17:51:32 26 4
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我有我的相机的视点矩阵(作为4x4矩阵),我想从中提取旋转和平移 vector ,然后从中提取(从腐烂和平移 vector 到视点矩阵)。
我已经找到一些这样做的论坛,但它们不起作用。
我怎样才能做到这一点?
背景
对于增强现实应用程序,我根据失真参数和solvePnP计算 View 矩阵。该方法有效:我在图像平面中找到了一些点(单击它们),并且知道了现实世界中的点,因此可以估计摄像机的位置。
单击过程存在一些错误(单击不完全),所以我想通过手动修改平移和旋转 vector 来优化相机位置。
因此,我正在寻找一种从矩阵中获取 vector ,然后再从 vector 返回到矩阵的方法。
测验
到目前为止,我正在做的是:

void matrix2vector(cv::Mat n) { // n is the pose matrix
this->position[0] = n.at<float>(3);
this->position[1] = n.at<float>(7);
this->position[2] = n.at<float>(11);

float rx, ry, rz;
rx = atan2(n.at<float>(9), n.at<float>(10));
ry = atan2(-n.at<float>(8),
sqrt( n.at<float>(9)*n.at<float>(9) + n.at<float>(10)*n.at<float>(10) ));
rz = atan2(n.at<float>(4), n.at<float>(0));
this->angle[0] = rx * RAD2DEG;
this->angle[1] = ry * RAD2DEG;
this->angle[2] = rz * RAD2DEG;
}

void vector2matrix() {
_viewMatrix = cv::Mat::eye(4, 4, CV_32F);
rotateX(_viewMatrix, _viewMatrix, -angle[0]);
rotateY(_viewMatrix, _viewMatrix, -angle[1]);
rotateZ(_viewMatrix, _viewMatrix, -angle[2]);
_viewMatrix.at<float>(3) = position[0];
_viewMatrix.at<float>(7) = position[1];
_viewMatrix.at<float>(11) = position[2];
}
旋转方法在​​哪里:
inline
void rotateX(cv::Mat &src, cv::Mat &dst, float angleDegree) {
dst = src.clone();

float c = cosf(angleDegree * DEG2RAD);
float s = sinf(angleDegree * DEG2RAD);
float m4 = src.at<float>(4),
m5 = src.at<float>(5),
m6 = src.at<float>(6),
m7 = src.at<float>(7),
m8 = src.at<float>(8),
m9 = src.at<float>(9),
m10= src.at<float>(10),
m11= src.at<float>(11);

dst.at<float>(4) = m4 * c + m8 *-s;
dst.at<float>(5) = m5 * c + m9 *-s;
dst.at<float>(6) = m6 * c + m10*-s;
dst.at<float>(7) = m7 * c + m11*-s;
dst.at<float>(8) = m4 * s + m8 * c;
dst.at<float>(9) = m5 * s + m9 * c;
dst.at<float>(10)= m6 * s + m10* c;
dst.at<float>(11)= m7 * s + m11* c;
}

inline
void rotateY(cv::Mat &src, cv::Mat &dst, float angleDegree)
{
float c = cosf(angleDegree * DEG2RAD);
float s = sinf(angleDegree * DEG2RAD);
float m0 = src.at<float>(0),
m1 = src.at<float>(1),
m2 = src.at<float>(2),
m3 = src.at<float>(3),
m8 = src.at<float>(8),
m9 = src.at<float>(9),
m10= src.at<float>(10),
m11= src.at<float>(11);

dst.at<float>(0) = m0 * c + m8 * s;
dst.at<float>(1) = m1 * c + m9 * s;
dst.at<float>(2) = m2 * c + m10* s;
dst.at<float>(3) = m3 * c + m11* s;
dst.at<float>(8) = m0 *-s + m8 * c;
dst.at<float>(9) = m1 *-s + m9 * c;
dst.at<float>(10)= m2 *-s + m10* c;
dst.at<float>(11)= m3 *-s + m11* c;
}

inline
void rotateZ(cv::Mat &src, cv::Mat &dst, float angleDegree)
{
float c = cosf(angleDegree * DEG2RAD);
float s = sinf(angleDegree * DEG2RAD);
float m0 = src.at<float>(0),
m1 = src.at<float>(1),
m2 = src.at<float>(2),
m3 = src.at<float>(3),
m4 = src.at<float>(4),
m5 = src.at<float>(5),
m6 = src.at<float>(6),
m7 = src.at<float>(7);

dst.at<float>(0) = m0 * c + m4 *-s;
dst.at<float>(1) = m1 * c + m5 *-s;
dst.at<float>(2) = m2 * c + m6 *-s;
dst.at<float>(3) = m3 * c + m7 *-s;
dst.at<float>(4) = m0 * s + m4 * c;
dst.at<float>(5) = m1 * s + m5 * c;
dst.at<float>(6) = m2 * s + m6 * c;
dst.at<float>(7) = m3 * s + m7 * c;
}

最佳答案

答案取决于您使用的是列 vector 还是行 vector 来通过矩阵转换 vector 。假设您有一个矩阵M和一个 vector v,并通过v' = Mv对其进行了转换,则使用列 vector 。相反,如果您有v' = vM,则使用的是行 vector 。

要查找翻译,只需检查 vector [0 0 0 1]的结尾。如果您使用列 vector ,则会发现矩阵的最后一列是转换所在的位置。最后一列的前三个元素将是转换 vector (x,y,z)。同样,在行 vector 中,您会发现矩阵的最后一行是转换所在的位置。矩阵最后一行的前三个元素将是转换 vector (x,y,z)。

要进行旋转,请尝试将矩阵乘以 vector [1 0 0 0]。这将告诉您“x轴”的映射位置。对于[0 1 0 0](y轴)和[0 0 1 0](z轴)类似。无论您使用的是列 vector 还是行 vector ,相关的条目都是4x4矩阵左上方的3x3子矩阵。行 vector 和列 vector 之间唯一发生变化的是映射轴是子矩阵中的列 vector 还是行 vector 。

希望能有所帮助。

关于opencv - 来自 View 矩阵的平移和旋转矢量(以及反向),我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/20269635/

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