vector_to_poseT_vector_to_poseVectorToPoseVectorToPosevector_to_pose (Operator)

Name

vector_to_poseT_vector_to_poseVectorToPoseVectorToPosevector_to_pose — Berechnen einer absoluten Pose aus Punktkorrespondenzen von Welt- zu Bildkoordinaten.

Signatur

vector_to_pose( : : WorldX, WorldY, WorldZ, ImageRow, ImageColumn, CameraParam, Method, QualityType : Pose, Quality)

Herror T_vector_to_pose(const Htuple WorldX, const Htuple WorldY, const Htuple WorldZ, const Htuple ImageRow, const Htuple ImageColumn, const Htuple CameraParam, const Htuple Method, const Htuple QualityType, Htuple* Pose, Htuple* Quality)

void VectorToPose(const HTuple& WorldX, const HTuple& WorldY, const HTuple& WorldZ, const HTuple& ImageRow, const HTuple& ImageColumn, const HTuple& CameraParam, const HTuple& Method, const HTuple& QualityType, HTuple* Pose, HTuple* Quality)

static HPose HImage::VectorToPose(const HTuple& WorldX, const HTuple& WorldY, const HTuple& WorldZ, const HTuple& ImageRow, const HTuple& ImageColumn, const HCamPar& CameraParam, const HString& Method, const HTuple& QualityType, HTuple* Quality)

static HPose HImage::VectorToPose(const HTuple& WorldX, const HTuple& WorldY, const HTuple& WorldZ, const HTuple& ImageRow, const HTuple& ImageColumn, const HCamPar& CameraParam, const HString& Method, const HString& QualityType, double* Quality)

static HPose HImage::VectorToPose(const HTuple& WorldX, const HTuple& WorldY, const HTuple& WorldZ, const HTuple& ImageRow, const HTuple& ImageColumn, const HCamPar& CameraParam, const char* Method, const char* QualityType, double* Quality)

static HPose HImage::VectorToPose(const HTuple& WorldX, const HTuple& WorldY, const HTuple& WorldZ, const HTuple& ImageRow, const HTuple& ImageColumn, const HCamPar& CameraParam, const wchar_t* Method, const wchar_t* QualityType, double* Quality)   (Nur Windows)

HPose HCamPar::VectorToPose(const HTuple& WorldX, const HTuple& WorldY, const HTuple& WorldZ, const HTuple& ImageRow, const HTuple& ImageColumn, const HString& Method, const HTuple& QualityType, HTuple* Quality) const

HPose HCamPar::VectorToPose(const HTuple& WorldX, const HTuple& WorldY, const HTuple& WorldZ, const HTuple& ImageRow, const HTuple& ImageColumn, const HString& Method, const HString& QualityType, double* Quality) const

HPose HCamPar::VectorToPose(const HTuple& WorldX, const HTuple& WorldY, const HTuple& WorldZ, const HTuple& ImageRow, const HTuple& ImageColumn, const char* Method, const char* QualityType, double* Quality) const

HPose HCamPar::VectorToPose(const HTuple& WorldX, const HTuple& WorldY, const HTuple& WorldZ, const HTuple& ImageRow, const HTuple& ImageColumn, const wchar_t* Method, const wchar_t* QualityType, double* Quality) const   (Nur Windows)

HTuple HPose::VectorToPose(const HTuple& WorldX, const HTuple& WorldY, const HTuple& WorldZ, const HTuple& ImageRow, const HTuple& ImageColumn, const HCamPar& CameraParam, const HString& Method, const HTuple& QualityType)

double HPose::VectorToPose(const HTuple& WorldX, const HTuple& WorldY, const HTuple& WorldZ, const HTuple& ImageRow, const HTuple& ImageColumn, const HCamPar& CameraParam, const HString& Method, const HString& QualityType)

double HPose::VectorToPose(const HTuple& WorldX, const HTuple& WorldY, const HTuple& WorldZ, const HTuple& ImageRow, const HTuple& ImageColumn, const HCamPar& CameraParam, const char* Method, const char* QualityType)

double HPose::VectorToPose(const HTuple& WorldX, const HTuple& WorldY, const HTuple& WorldZ, const HTuple& ImageRow, const HTuple& ImageColumn, const HCamPar& CameraParam, const wchar_t* Method, const wchar_t* QualityType)   (Nur Windows)

static void HOperatorSet.VectorToPose(HTuple worldX, HTuple worldY, HTuple worldZ, HTuple imageRow, HTuple imageColumn, HTuple cameraParam, HTuple method, HTuple qualityType, out HTuple pose, out HTuple quality)

static HPose HImage.VectorToPose(HTuple worldX, HTuple worldY, HTuple worldZ, HTuple imageRow, HTuple imageColumn, HCamPar cameraParam, string method, HTuple qualityType, out HTuple quality)

static HPose HImage.VectorToPose(HTuple worldX, HTuple worldY, HTuple worldZ, HTuple imageRow, HTuple imageColumn, HCamPar cameraParam, string method, string qualityType, out double quality)

HPose HCamPar.VectorToPose(HTuple worldX, HTuple worldY, HTuple worldZ, HTuple imageRow, HTuple imageColumn, string method, HTuple qualityType, out HTuple quality)

HPose HCamPar.VectorToPose(HTuple worldX, HTuple worldY, HTuple worldZ, HTuple imageRow, HTuple imageColumn, string method, string qualityType, out double quality)

HTuple HPose.VectorToPose(HTuple worldX, HTuple worldY, HTuple worldZ, HTuple imageRow, HTuple imageColumn, HCamPar cameraParam, string method, HTuple qualityType)

double HPose.VectorToPose(HTuple worldX, HTuple worldY, HTuple worldZ, HTuple imageRow, HTuple imageColumn, HCamPar cameraParam, string method, string qualityType)

def vector_to_pose(world_x: Sequence[Union[float, int]], world_y: Sequence[Union[float, int]], world_z: Sequence[Union[float, int]], image_row: Sequence[Union[float, int]], image_column: Sequence[Union[float, int]], camera_param: Sequence[Union[float, int, str]], method: str, quality_type: MaybeSequence[str]) -> Tuple[Sequence[Union[float, int]], Sequence[Union[float, int]]]

def vector_to_pose_s(world_x: Sequence[Union[float, int]], world_y: Sequence[Union[float, int]], world_z: Sequence[Union[float, int]], image_row: Sequence[Union[float, int]], image_column: Sequence[Union[float, int]], camera_param: Sequence[Union[float, int, str]], method: str, quality_type: MaybeSequence[str]) -> Tuple[Sequence[Union[float, int]], Union[float, int]]

Beschreibung

Der Operator vector_to_posevector_to_poseVectorToPoseVectorToPoseVectorToPosevector_to_pose berechnet eine Pose aus mindestens drei oder vier (abhängig von MethodMethodMethodMethodmethodmethod) Punktkorrespondenzen von 3D-Weltkoordinaten (WorldXWorldXWorldXWorldXworldXworld_x, WorldYWorldYWorldYWorldYworldYworld_y, WorldZWorldZWorldZWorldZworldZworld_z), gegeben in Metern, und 2D-Bildkoordinaten (ImageRowImageRowImageRowImageRowimageRowimage_row, ImageColumnImageColumnImageColumnImageColumnimageColumnimage_column), gegeben in Pixeln sowie den internen Kameraparametern (CameraParamCameraParamCameraParamCameraParamcameraParamcamera_param). Dabei ist die Pose (die externen Kameraparameter) in der Form . Dabei steht ccs für das Kamerakoordinatensystem und wcs für das Weltkoordinatensystem, siehe auch Transformationen / Posen und „Solution Guide III-C - 3D Vision“.

Parameter Method

Je nach Wahl des Parameters MethodMethodMethodMethodmethodmethod kann gewählt werden, welcher Algorithmus für die Berechnung der Pose verwendet werden soll.

Methoden, die für Lochkameras unterstützt werden:

MethodMethodMethodMethodmethodmethod Wann verwenden Minimale Anzahl von Punktkorrespondenzen
'analytic'"analytic""analytic""analytic""analytic""analytic" [1] Standardmethode für allgemeine Verwendung 4
'iterative'"iterative""iterative""iterative""iterative""iterative" [2] Falls nur drei oder vier Punktkorrespondenzen verwendet werden oder falls die Weltpunkte fast planar sind 3
'planar_analytic'"planar_analytic""planar_analytic""planar_analytic""planar_analytic""planar_analytic" [4] Falls die Weltpunkte in einer horizontalen Ebene liegen ( ) 4
Die Zahlen in den eckigen Klammern in der oben stehenden Tabelle verweisen auf die Veröffentlichungen, auf denen die Implementierungen der entsprechenden Methoden basieren.

Methoden, die für telezentrische Kameras unterstützt werden:

MethodMethodMethodMethodmethodmethod Wann verwenden Minimale Anzahl von Punktkorrespondenzen
'telecentric'"telecentric""telecentric""telecentric""telecentric""telecentric" [3] Standardmethode für allgemeine Verwendung 4
'telecentric_robust'"telecentric_robust""telecentric_robust""telecentric_robust""telecentric_robust""telecentric_robust" [3] Für sehr schlecht gestellte Punktkonfigurationen, falls QualityQualityQualityQualityqualityquality einen unerwartet hohen Wert besitzt 4
'telecentric_planar'"telecentric_planar""telecentric_planar""telecentric_planar""telecentric_planar""telecentric_planar" [3] Falls die Weltpunkte in einer horizontalen Ebene liegen ( ) 3
'telecentric_planar_robust'"telecentric_planar_robust""telecentric_planar_robust""telecentric_planar_robust""telecentric_planar_robust""telecentric_planar_robust" [3] Für sehr schlecht gestellte Punktkonfigurationen, in denen die Weltpunkte in einer horizontalen Ebene liegen ( ) und für die QualityQualityQualityQualityqualityquality einen unerwartet hohen Wert besitzt 3
Die Zahlen in den eckigen Klammern in der oben stehenden Tabelle verweisen auf die Veröffentlichungen, auf denen die Implementierungen der entsprechenden Methoden basieren.

Parameter CameraParam und Quality

Zur Lösung des Problems benötigen alle Algorithmen die internen Kameraparameter aus der Kamerakalibrierung, die in CameraParamCameraParamCameraParamCameraParamcameraParamcamera_param übergeben werden.

Zusätzlich kann der Benutzer durch QualityTypeQualityTypeQualityTypeQualityTypequalityTypequality_type eine oder mehrere Qualitätsmaß-Bewertungen der Pose bestimmen, die mitberechnet werden. Die resultierenden Qualitätsmaße werden in QualityQualityQualityQualityqualityquality aneinandergehängt zurückgeliefert. Derzeit wird nur 'error'"error""error""error""error""error" unterstützt. Es entspricht dem quadratischen Mittelwert der Fehler in Pixeln der projizierten 3D-Weltkoordinaten.

Allgemeine Anmerkungen

Falls eine Methode für planare Weltpunkte gewählt wird, wird angenommen, dass alle Weltpunkte in der Ebene liegen. Daher muss für planare Weltpunkte die z-Komponente der Weltpunkte nicht gesetzt werden (WorldZWorldZWorldZWorldZworldZworld_z = []), da nur 2D-Korrespondenzen verwendet werden.

Für telezentrische Kameras kann offensichtlicher Weise die Translation in z-Richtung nicht bestimmt werden. Sie wird in PosePosePosePoseposepose auf 0 gesetzt.

Für planare Weltpunkte und telezentrische Kameras existieren immer zwei mögliche äquivalente Posen. Diese Mehrdeutigkeit kann nur durch Zusatzwissen aufgelöst werden. vector_to_posevector_to_poseVectorToPoseVectorToPoseVectorToPosevector_to_pose gibt in diesem Fall eine beliebige der zwei möglichen Lösungen zurück. Die andere Lösung kann leicht dadurch berechnet werden, dass die Werte von und in PosePosePosePoseposepose durch und ersetzt werden.

Achtung

Die Methode 'analytic'"analytic""analytic""analytic""analytic""analytic" erlaubt maximal 32767 Punktkorrespondenzen als Eingabe.

Ausführungsinformationen

Parameter

WorldXWorldXWorldXWorldXworldXworld_x (input_control)  number-array HTupleSequence[Union[float, int]]HTupleHtuple (real / integer) (double / int / long) (double / Hlong) (double / Hlong)

X-Koordinaten der Weltpunkte.

Parameteranzahl: WorldX >= 4

WorldYWorldYWorldYWorldYworldYworld_y (input_control)  number-array HTupleSequence[Union[float, int]]HTupleHtuple (real / integer) (double / int / long) (double / Hlong) (double / Hlong)

Y-Koordinaten der Weltpunkte.

Parameteranzahl: WorldY == WorldX

WorldZWorldZWorldZWorldZworldZworld_z (input_control)  number-array HTupleSequence[Union[float, int]]HTupleHtuple (real / integer) (double / int / long) (double / Hlong) (double / Hlong)

Z-Koordinaten der Weltpunkte.

Parameteranzahl: WorldZ == WorldX || WorldZ == 0

ImageRowImageRowImageRowImageRowimageRowimage_row (input_control)  number-array HTupleSequence[Union[float, int]]HTupleHtuple (real / integer) (double / int / long) (double / Hlong) (double / Hlong)

Zeilen-Koordinaten der Bildpunkte.

Parameteranzahl: ImageRow == WorldX

ImageColumnImageColumnImageColumnImageColumnimageColumnimage_column (input_control)  number-array HTupleSequence[Union[float, int]]HTupleHtuple (real / integer) (double / int / long) (double / Hlong) (double / Hlong)

Spalten-Koordinaten der Bildpunkte.

Parameteranzahl: ImageColumn == WorldX

CameraParamCameraParamCameraParamCameraParamcameraParamcamera_param (input_control)  campar HCamPar, HTupleSequence[Union[float, int, str]]HTupleHtuple (real / integer / string) (double / int / long / string) (double / Hlong / HString) (double / Hlong / char*)

Die internen Kameraparameter aus der Kamerakalibrierung.

MethodMethodMethodMethodmethodmethod (input_control)  string HTuplestrHTupleHtuple (string) (string) (HString) (char*)

Art des Algorithmus

Defaultwert: 'iterative' "iterative" "iterative" "iterative" "iterative" "iterative"

Werteliste: 'analytic'"analytic""analytic""analytic""analytic""analytic", 'iterative'"iterative""iterative""iterative""iterative""iterative", 'planar_analytic'"planar_analytic""planar_analytic""planar_analytic""planar_analytic""planar_analytic", 'telecentric'"telecentric""telecentric""telecentric""telecentric""telecentric", 'telecentric_planar'"telecentric_planar""telecentric_planar""telecentric_planar""telecentric_planar""telecentric_planar", 'telecentric_planar_robust'"telecentric_planar_robust""telecentric_planar_robust""telecentric_planar_robust""telecentric_planar_robust""telecentric_planar_robust", 'telecentric_robust'"telecentric_robust""telecentric_robust""telecentric_robust""telecentric_robust""telecentric_robust"

QualityTypeQualityTypeQualityTypeQualityTypequalityTypequality_type (input_control)  string(-array) HTupleMaybeSequence[str]HTupleHtuple (string) (string) (HString) (char*)

Art des mit Quality zurückgegebenen Qualitätsmaßes.

Defaultwert: 'error' "error" "error" "error" "error" "error"

Werteliste: 'error'"error""error""error""error""error"

PosePosePosePoseposepose (output_control)  pose HPose, HTupleSequence[Union[float, int]]HTupleHtuple (real / integer) (double / int / long) (double / Hlong) (double / Hlong)

Pose.

QualityQualityQualityQualityqualityquality (output_control)  number(-array) HTupleSequence[Union[float, int]]HTupleHtuple (real / integer) (double / int / long) (double / Hlong) (double / Hlong)

Posenqualitätsmaß.

Ergebnis

Sind die Parameterwerte korrekt, dann liefert vector_to_posevector_to_poseVectorToPoseVectorToPoseVectorToPosevector_to_pose den Wert TRUE.

Siehe auch

proj_hom_mat2d_to_poseproj_hom_mat2d_to_poseProjHomMat2dToPoseProjHomMat2dToPoseProjHomMat2dToPoseproj_hom_mat2d_to_pose, vector_to_rel_posevector_to_rel_poseVectorToRelPoseVectorToRelPoseVectorToRelPosevector_to_rel_pose, camera_calibrationcamera_calibrationCameraCalibrationCameraCalibrationCameraCalibrationcamera_calibration

Literatur

[1] Francesc Moreno-Noguer, Vincent Lepetit, and Pascal Fua: „Accurate Non-Iterative O(n) Solution to the PnP Problem“; Eleventh IEEE International Conference on Computer Vision, 2007.
[2] Gerald Schweighofer, and Axel Pinz: „Robust Pose Estimation from a Planar Target“; Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence (PAMI), 28(12):2024-2030, 2006.
[3] Carsten Steger: „Algorithms for the Orthographic-n-Point Problem“; Journal of Mathematical Imaging and Vision, vol. 60, no. 2, pp. 246-266, 2018.
[4] Zhengyou Zhang: „A flexible new technique for camera calibration.“; Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence (PAMI), 22(11):1330-1334, 2000.

Modul

Calibration