前面示範了簡單的實作練習,現在讓我們回到理論的部分,讓我們試著回答以下問題:
這就要從對極幾何 (epipolar geometry) 開始講起,簡單來說,對極幾何就是用來描述兩個相機之間的幾何關係,當我們可以用一個式子描述兩個相機與空間中 3D 點的關係時,就可以很輕易的用解方程式的方式得到相機的外部參數。
下圖是一個簡單的示意圖,表達兩個相機與空間中 3D 點的關係,
和
分別是兩個相機的中心,
是空間中的一個 3D 點,
和
分別是
在兩個相機的投影點:

用式子表示:


假設
是分別
在兩個相機座標系下的 3D 座標,我們可以得到:


然後將
代入
的式子中,我們可以得到:



這裡暫停一下,我們要用到一個向量的 skew-symmetric matrix 的概念
這是一個
的矩陣,可以將一個向量
加上^變成一個矩陣
這個矩陣兩個特性,等等會用到:
所代表的是
與
的 cross product,也就是說得到的向量是垂直於
和
的向量。
證明很簡單,直接講
展開相乘就可以得到。
下集待續...