实物到图像通过成像模型的映射关系-geomagic studio 12

第二章 摄像测量学基本原理和算法 2.1 摄像测量常用成像模型 摄像测量是通过对摄像成像系统拍摄的图像进行分析计算，测量出被测物体在三维 空间中的几何参数和运动参数的一种测量手段。拍摄的图像是空间物体通过成像系统在 像平面上的反映，即三维空间物体在像平面上的投影。数字图像每个像素的灰度反映了 空间物体表面对应点的光强度，而该点的图像位置对应于空间物体表面的几何位置。实 际物体位置与其在图像上的位置的相互对应关系，由成像系统的几何投影模型或称成像 模型所决定，如图 2.1。成像模型是摄像测量学的 重要基础之一。各种摄像测量任务中， 都是基于成像映射关系，确定各种几何与运动参数。 图 2.1 实物到图像通过成像模型的映射关系 摄像成像过程是从三维空间向二维空间（图像）的映射。这种从高维空间向较低维 空间的映射关系就是投影。下面简要介绍几种在摄像测量中常用的投影和成像模型。 2.1.1 常用投影模型 投影时，用一组假想的直线（光线）将物体向几何表面上进行投射。该几何表面称 为投影平面，这组假想直线称为投影线（或投射线），投影平面上得到的图像也称为投影。 在摄像测量学中，按投射方式的不同，常用的投影模型主要有以下三种。 1) 中心投影 投射线会聚于一点的投影称为中心投影。如图 2.1.1(a)所示，投射线的会聚点 S 称为 投影中心，P 平面为投影面，SaA，SbB 等为投射线。A、B、C、D 为物点，a、b、c、d 称为投影点。摄像机、照相机等成像设备的成像规律近似满足中心投影。 2) 平行投影 投射线相互平行的投影称为平行投影。如图 2.1.1(b)所示，平行投影可以认为是投影 中心在无穷远处的中心投影。在平行投影中，若投影线垂直于投影平面，称这种投影为 正投影或正射投影。地形图就属于正射投影。 3) 双心投影 实体 成像 模型 图像