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slam笔记 triangulation.cpp粗解

C/C++/C# 更新时间: 发布时间: IT归档 最新发布 模块sitemap 名妆网 法律咨询 聚返吧 英语巴士网 伯小乐 网商动力

slam笔记 triangulation.cpp粗解

需要注意的是代码自定义的triangulation函数,输入中
已知:两幅图片中的特征点keypoint_1、keypoint_2以及他们的配对matches、转换R、t
未知:特征点的具体位置(在第一个相机坐标中的坐标)

在函数中调用了 opencv函数 cv::triangulatePoints(T1, T2, pts_1, pts_2, pts_4d);
通过函数简介可知,该函数用于双目相机,通过T1、T2间的运动求特征点在世界坐标系的坐标,在此处令T1=E,使第一个相机坐标系为世界坐标系,求出来的pts_4d就是在相机一中的坐标,pts_4d的第四维为特征点深度

void triangulation(
  const vector &keypoint_1,
  const vector &keypoint_2,
  const std::vector &matches,
  const Mat &R, const Mat &t,
  vector &points) {

  Mat T1 = (Mat_(3, 4) <<
    1, 0, 0, 0,
    0, 1, 0, 0,
    0, 0, 1, 0);
  Mat T2 = (Mat_(3, 4) <<
    R.at(0, 0), R.at(0, 1), R.at(0, 2), t.at(0, 0),
    R.at(1, 0), R.at(1, 1), R.at(1, 2), t.at(1, 0),
    R.at(2, 0), R.at(2, 1), R.at(2, 2), t.at(2, 0)
  );

  Mat K = (Mat_(3, 3) << 520.9, 0, 325.1, 0, 521.0, 249.7, 0, 0, 1);
  vector pts_1, pts_2;
  for (DMatch m:matches) {
    // 将像素坐标转换至相机坐标
    pts_1.push_back(pixel2cam(keypoint_1[m.queryIdx].pt, K));
    pts_2.push_back(pixel2cam(keypoint_2[m.trainIdx].pt, K));
  }

  Mat pts_4d;
  cv::triangulatePoints(T1, T2, pts_1, pts_2, pts_4d);

  // 转换成非齐次坐标
  for (int i = 0; i < pts_4d.cols; i++) {
    Mat x = pts_4d.col(i);
    x /= x.at(3, 0); // 归一化
    Point3d p(
      x.at(0, 0),
      x.at(1, 0),
      x.at(2, 0)
    );
    points.push_back(p);
  }
}

此外,在主函数中调用triangulation函数时,直接用对极约束求得的归一化R,t(||t||=1)当作真实的R,t,求得的是该R、t下的相机深度。在实际运用的时候应该是给定确定的R、t来求深度的

int main(int argc, char **argv) {
  if (argc != 3) {
    cout << "usage: triangulation img1 img2" << endl;
    return 1;
  }
  //-- 读取图像
  Mat img_1 = imread(argv[1], CV_LOAD_IMAGE_COLOR);
  Mat img_2 = imread(argv[2], CV_LOAD_IMAGE_COLOR);

  vector keypoints_1, keypoints_2;
  vector matches;
  find_feature_matches(img_1, img_2, keypoints_1, keypoints_2, matches);
  cout << "一共找到了" << matches.size() << "组匹配点" << endl;

  //-- 估计两张图像间运动
  Mat R, t;
  pose_estimation_2d2d(keypoints_1, keypoints_2, matches, R, t);

  //-- 三角化
  vector points;
  
  triangulation(keypoints_1, keypoints_2, matches, R, t, points);

  //-- 验证三角化点与特征点的重投影关系
  Mat K = (Mat_(3, 3) << 520.9, 0, 325.1, 0, 521.0, 249.7, 0, 0, 1);
  Mat img1_plot = img_1.clone();
  Mat img2_plot = img_2.clone();
  for (int i = 0; i < matches.size(); i++) {
    // 第一个图
    float depth1 = points[i].z;
    cout << "depth: " << depth1 << endl;
    Point2d pt1_cam = pixel2cam(keypoints_1[matches[i].queryIdx].pt, K);
    cv::circle(img1_plot, keypoints_1[matches[i].queryIdx].pt, 2, get_color(depth1), 2);

    // 第二个图
    Mat pt2_trans = R * (Mat_(3, 1) << points[i].x, points[i].y, points[i].z) + t;
    float depth2 = pt2_trans.at(2, 0);
    cv::circle(img2_plot, keypoints_2[matches[i].trainIdx].pt, 2, get_color(depth2), 2);
  }
  cv::imshow("img 1", img1_plot);
  cv::imshow("img 2", img2_plot);
  cv::waitKey();

  return 0;
}

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