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针孔成像模型原理
资料介绍
一、模型概述
针孔成像模型是计算机视觉和摄影测量学中用于描述相机成像过程的基础几何模型。该模型将相机简化为一个带有小孔的不透光平面（孔径光阑）和一个与小孔距离固定的成像平面（像平面），通过光线直线传播原理实现对三维空间场景的二维投影。因其结构简单且能有效近似多数相机的成像特性，成为相机标定、三维重建、SLAM等技术的理论基础。
二、基本原理
1. 成像几何关系
当光线从三维空间中的点
（世界坐标系）出发，穿过针孔（相机光心）后，在像平面上形成投影点（图像坐标系）。根据相似三角形原理，物点、光心与像点三点共线，满足以下比例关系：
其中，为针孔到像平面的垂直距离（焦距），为物点到光心的轴向距离（假设相机光轴与像平面垂直）。
2. 坐标系转换
针孔模型涉及多个坐标系的转换，具体包括：
· 世界坐标系（）：描述场景中物体位置的全局坐标系，原点和轴向可自定义。
· 相机坐标系（）：以相机光心为原点，光轴为轴的三维坐标系。
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