Kinect2 深度定义和空间的理解

小孔成像模型中存在着成像平面和相机座标系两个座标系。相机座标系的原点位于相机光心处,而成像平面则是沿着相机座标系Z轴的负方向平移一个距离f,也就是焦距。Kincet中也存在着三个空间,本文将解释这三个空间,以及这三个空间之间的关系。

1.相机空间

CameraSpace也就是Kinect的相机空间,官网的定义如下:
在这里插入图片描述
对应的图形解释:
在这里插入图片描述
需要注意两点:

  1. 相机空间的原点位于红外相机的中心处,也就是红外相机的光心处。所以相机空间的座标系就是小孔成像模型中的相机座标系
  2. 在相机空间中的距离单位是:,不再是毫米。

2.深度图像空间

DepthSpace也就是深度空间,官网的定义如下:
在这里插入图片描述说是空间,其实就是指得到的深度图像。X、Y就是像素座标,Z就是深度相机测得的深度/距离,表现为图像上的灰度。所以,深度图像空间就是小孔成像模型中的物理成像平面。

那么这个测得的深度/距离是到物体到相机哪里的距离呢?
通过MapDepthPointToCameraSpace()函数做实验发现,空间中某一点在深度图像空间中的Z值和在相机空间中的Z值一致。

所以说,测得的距离是指物体到相机空间Z方向的距离,也就是到红外相机光心的距离,更准确的说是到相机座标系XOY平面的距离。

实验结果如下:第一行是在深度图像空间中的座标,第二行是在相机空间中的座标(单位不一样)。实际是完成了像素座标到相机空间座标的转换。Z值不变,X、Y发生变化时因为转换过程与测得的距离有关系,距离在变化所以X、Y的座标也在跟着变,具体见小孔成像模型。
在这里插入图片描述

3.彩色图像空间

ColorSpace也就是彩色空间,官网的定义如下:
在这里插入图片描述其实就是彩色图像,(0,0)对应于图片的左上角,而(1919,1079)代表着图片的右下角。 彩色相机是和红外相机有一定位姿变换的,观察的视角也就不相同,再加上深度图和彩色图的分辨率不同因此得到的图像也就不能按像素直接对应,具体的转换公式见彩色图和深度图配准的博客。

4.结论

深度相机测得的距离是到红外相机光心的距离,也就是到相机空间座标系XOY平面的距离。
在这里插入图片描述在这里插入图片描述在这里插入图片描述

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