在OpenCV中，将2d图像点转换为3d世界单位矢量

Question

我已经用OpenCV（findChessboard等）校准了我的相机，所以我有： - 相机失真系数＆amp;内在矩阵 - 相机姿势信息（平移和旋转，通过其他方式分开计算），如Euler Angles＆amp;一个4x4 - 相机框架内的2D点

如何将这些2D点转换为指向世界的3D单位矢量？我尝试使用cv :: undistortPoints但似乎没有这样做（只返回2D重映射点），而且我不确定使用什么方法的矩阵数学来通过我内置的Camera内在函数来建模相机。< / p>

Answer 1

将您的2d点转换为同质点（给它一个等于1的第三个坐标），然后乘以相机内在矩阵的倒数。例如

cv::Matx31f hom_pt(point_in_image.x, point_in_image.y, 1);
hom_pt = camera_intrinsics_mat.inv()*hom_pt; //put in world coordinates

cv::Point3f origin(0,0,0);
cv::Point3f direction(hom_pt(0),hom_pt(1),hom_pt(2));

//To get a unit vector, direction just needs to be normalized
direction *= 1/cv::norm(direction);

原点和方向现在定义与该图像点对应的世界空间中的光线。请注意，此处原点位于相机的中心，您可以使用相机姿势转换为不同的原点。失真系数从您的实际相机映射到针孔相机模型，应该在最开始时使用以找到您的实际2d坐标。然后是步骤

1. Undistort 2d坐标与失真系数
2. 转换为光线（如上所示）
3. 将该光线移动到您喜欢的任何坐标系。