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世界座標系下的位姿
Tcw={r1,r2,r3,t1,t2,t3}
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相機本體座標系下的三維點
Pc={p1,p2,p3}
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預定義:
ρ=β∗(p12+p22)+p32
η=(1−α)∗p3+α∗ρ
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EUCM投影過程
proj0=(1−α)∗p3+α∗ρp1=ηp1
proj1=(1−α)∗p3+α∗ρp2=ηp2
res0=proj0∗fx+cx
res1=proj1∗fy+cy
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三維點重投影殘差計算
err0=obsu−res0
err1=obsv−res1
令
e=[err1err2]
- 三維點重投影殘差對相機本體座標系下三維點的雅可比計算
∂p1∂err0=−∂p1∂res0=−fx∗∂p1∂proj0
其中,
∂p1∂proj0=∂p1∂(p1∗η−1)=η−1+[p1∗(−η−2)∗∂p1∂η]
其中,
∂p1∂η=α∗∂p1∂ρ
其中,
∂p1∂ρ=ρβ∗p1
從而,
∂p1∂err0=−fx∗(η1−η2p1∗α∗ρβ∗p1)=fx∗(−η1+ρ∗η2α∗β∗p12)
∂p2∂err0=−∂p2∂res0=−fx∗∂p2∂proj0
其中,
∂p2∂proj0=∂p2∂(p1∗η−1)=p1∗(−η−2)∗∂p2∂η
其中,
∂p2∂η=α∗∂p2∂ρ
其中,
∂p2∂ρ=ρβ∗p2
從而,
∂p2∂err0=−fx∗(−η2p1∗α∗ρβ∗p2)=fx∗(ρ∗η2α∗β∗p1∗p2)
∂p3∂err0=−fx∗∂p3∂proj0
其中,
∂p3∂proj0=∂p3∂(p1∗η−1)=p1∗(−η−2)∗∂p3∂η
其中,
∂p3∂η=(1−α)+α∗∂p3∂ρ
其中,
∂p3∂ρ=ρp3
從而,
∂p3∂err0=fx∗p1∗[(1−α)+ρα∗p3]∗η21
根據對偶性,
∂p1∂err1=fy∗(ρ∗η2α∗β∗p1∗p2)
∂p2∂err1=fy∗(−η1+ρ∗η2α∗β∗p22)
∂p3∂err1=fy∗p2∗[(1−α)+ρα∗p3]∗η21
綜上,三維點重投影殘差對相機本體座標系下的三維點的雅可比矩陣爲:
∂Pc∂e=[fx∗(−η1+ρ∗η2α∗β∗p12)fy∗(ρ∗η2α∗β∗p1∗p2)fx∗(ρ∗η2α∗β∗p1∗p2)fy∗(−η1+ρ∗η2α∗β∗p22)fx∗p1∗[(1−α)+ρα∗p3]∗η21fy∗p2∗[(1−α)+ρα∗p3]∗η21]
從而,三維點重投影殘差對世界座標系下的三維點的雅可比矩陣爲:
∂Pw∂e=∂Pc∂e∂Pw∂Pc=∂Pc∂e∗Rcw
其中,Rcw是相機位姿Tcw的旋轉分量。
- 三維點重投影殘差對位姿的雅可比計算
根據鏈式法則,
∂Tcw∂e=∂Pc∂e∗∂Tcw∂Pc
其中,
∂Tcw∂Pc=[−Pc^I3]
其中,
Pc^=⎣⎡0p3−p2−p30p1p2−p10⎦⎤