三维投影

2024-05-02

三维投影（精选四篇）

三维投影篇1

车速检测在交通领域中占有重要地位,其检测方法包括虚拟线圈、雷达测速等传统方法,以及利用计算机进行视频分析处理的智能交通检测方法。而在基于视频进行车速检测的方法中,大部分通过直接分析二维图像得到车辆速度。由于摄像机的透视关系,二维图像与真实物体存在很大差距,存在尺度变换和几何形变,增加了车速检测的难度。本文设计了一种基于三维逆投影的车速检测方法,通过对二维图像序列进行标定,进行图像三维重建,得到逆投影图像序列,该图像序列中的车辆目标具有几何不变性,其位置、大小与真实车辆位置、大小一一对应。经过检测逆投影图像序列中车辆目标的车尾阴影特征后,跟踪连续帧目标,计算获取目标速度。

1三维标定

摄像机标定是通过确定摄像机的位置、内外参数和建立成像模型,来确定世界坐标系中的物体和它在图像平面上的成像之间的对应关系。空间物体上某点的三维几何位置与它在图像中对应点的相互关系是由摄像机成像的几何模型确定的。在传统摄像机标定中采用针孔模型,摄像机坐标系与世界坐标系之间的关系可以用旋转矩阵R与平移向量 μ 来表示,因此空间中一点P在世界坐标系和摄像机坐标系下的齐次坐标和之间存在如下关系:

式中:R为3×3正交单位矩阵;μ 为三维平移向量, 0T= [0,0,0] 。

利用针孔模型中的透视映射关系,可以将上述关系简化为式(2):

式中:(u,v) 为一点的图像坐标;(xW,yW,zW)为该点的世界坐标;mij为投影矩阵M的第i行第j列元素。

已知n个点的图像坐标和世界坐标,可以通过式(2) 得到一线性方程组:

利用至少已知的6个点对应的世界坐标和图像坐标,通过最小二乘法可以求解线性方程式(3)的解m,得到投影矩阵M,实现了三维标定[1]。

2车辆特征提取

车辆特征提取步骤如下:

(1)设定检测框[2]。在路面上设立一虚拟检测框,该检测框与实际路面贴合,长15 m,宽4 m,投影到图像坐标形成图1(b)所示的ABCD。

(2)恢复逆投影图。根据式(2)可知,三维中的每一个点通过透视投影矩阵M变换后,都可以得到图像坐标中与之对应的像素点。根据M矩阵恢复该检测框中的数据,得到大小为240×600的逆投影图,该图中的检测目标不存在几何形变和尺度变换,如图1(c)所示。

(3)车辆目标检测。检测框设立在路面上,所有点的z坐标均为0,由此恢复得到的逆投影图中xy平面的信息是与实际对应的真实信息。在恢复后的逆投影图中,车尾阴影部分这一明显特征可以表征车辆目标[3]。通过大量实验研究表明利用车尾阴影作为车辆特征,进行车辆目标检测可以很好地避免干扰,减小误差。

(4)车辆目标提取。在获得的逆投影图像中提取目标,本文通过检测图像中车辆目标的车尾阴影作为车辆特征,进行连续图像序列帧中的目标跟踪。图1(d) 中MN为车尾阴影位置所在像素行,该像素行与三维实际坐标一一对应,通过三维坐标距离与逆投影图大小的对应关系可以得到车尾所在像素行对应的三维坐标。

3车速计算

在已知的图像序列中,假设连续帧中的目标车辆做匀速直线运动[4,5]。通过匀速直线运动方程s = vt + s0计算目标车辆瞬时速度,利用最小二乘法原理可以很大程度上减小随机误差。当有多组(s,t)数据时,可以组成方程组,如式(4)所示:

式中:v为车辆瞬时速度;ti为连续n帧对应的时间(即n/帧频);si为车辆所在的实际位置。

转换为矩阵形式为:

式(5)是一个(n × 2) × (2 × 1) =(n × 1) 的矩阵等式,记为AX = b 。

由式(6)可以求出X,得到车辆瞬时速度v。

4实验结果

通过标定后,可以获得原图像序列对应的逆投影图, 将逆投影图二值化后求车尾阴影位置进行目标车辆的检测与跟踪。图2为同一目标车辆的连续帧处理过程。在该序列图中检测并跟踪目标车辆。将检测到的车尾位置在原逆投影图中标注,如图3所示。车尾在逆投影图中的像素行转化为实际三维距离后可得si,帧间时间间隔ti为40 ms(帧频为25 Hz),可以得到如表1所示的对应关系。由式(66)可以解出车辆瞬时速度为5500..5555 kkmm//hh。

5结语

在交通领域中利用计算机视觉,通过图像处理技术进行交通信息的检测。建立基于摄像机的透视投影关系,可以标定出三维世界坐标与二维图像坐标的对应关系,从而获得三维逆投影图,进行车辆目标的跟踪,计算得到车辆速度信息。通过大量实验研究表明,该方法可以准确计算得到车辆速度,具有较好的稳定性和可靠性,在当今智能交通领域具有一定的应用前景。

摘要：目前计算机视觉在智能交通领域有着广泛的应用,基于三维逆投影图的车速检测利用计算机视觉,使用线性系统模型进行摄像机标定,得到透视投影矩阵,确立三维世界坐标与二维图像序列的映射关系。通过设定检测区域并得到该区域的对应逆投影图,利用车尾阴影特征检测跟踪车辆,得到车辆目标的位移(s)、时间(t)的关系,进行速度检测,该算法具有较好的稳定性。

三维投影篇2

运用特殊投影法, 建立了四至七维空间直角坐标系在三维空间的投影模型, 获得了四到七维几何元素投影到三维空间的变换矩阵, 使多变量的几何和复变函数模型得以正确显示.

作者：施开达刘天惠彭群生作者单位：施开达,刘天惠(浙江大学CAD & CG国家重点实验室,杭州,310027;浙江海洋学院数学系,舟山,316004)

彭群生(浙江大学CAD & CG国家重点实验室,杭州,310027)

刊名：计算机辅助设计与图形学学报 ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF COMPUTER-AIDED DESIGN & COMPUTER GRAPHICS 年，卷(期)：2002 14(7) 分类号：O184 O185.2 关键词：多变量问题特殊投影法,单纯形,三维投影模型,变换矩阵

★ 运用公式法数学教学设计

★ 任务导向法在计算机教学中的应用探讨

★ 法在导游词创作中运用的

★ 经济学教学与价值观导向问题研究论文

★ 某英语教学软件的制作、运用及相关问题的探讨

★ 运用财务管理的基本方法应注意的问题

★ 读恩格斯《法德农民问题》一文的启示

★ 运用浩辰CAD控制标注文字会遇见哪些问题

★ 考研政治思修法基常考的八大问题

无叶片风扇/三维投影手机伴侣等篇3

国家：英国

主演：菲丽希缇·琼斯/爱德·维斯特维克/比尔·奈伊/波姬·小丝

这是一部雪山情缘版的灰姑娘电影，有着美丽的雪山风景，精彩的滑雪表演，还有养眼的帅哥美女搭档，谁能不爱这种电影呢。

19岁的Kim性格像假小子，曾经希望成为一名滑板选手，但为自己的家庭放弃了理想。Kim来到阿尔卑斯山脚下的度假村打零工，与周围滑雪、喝着香槟的人们格格不入。然而很快Kim便发现了自己滑雪的天赋，摆在她面前的是夺取一次赛季末大奖赛奖金的机会。而面对帅气却已经有女友的老板，Kim能够像她在滑板上那样有勇气么？

剧集：《玻钻之争》

国家：泰国

主演：颂恩·宋帕山/婉娜拉·宋提查

一个本是富家女，一个本是穷人，刚生下却被调包。本该享受富裕生活的女孩善良漂亮，本该忍受贫困的女孩却性格娇纵，刁钻狠毒。她们面临着不同人生，各自在不属于她们的世界里生活和寻找自己爱情的故事。18年后，她们的生活有了交集，她們爱上了同一个人……

音乐：《摇篮曲》

出版发行：华纳唱片

歌手：黄莺莺

大人的世界太纷乱了，总有些时候，我们会想逃回儿时的那一块净土。黄莺莺用最温暖轻柔的嗓音，重新诠释中英文经典歌曲，安抚每一个躁动不安的灵魂。《摇篮曲》是世界上最温暖幸福的旋律，献给小小的你。值得一提的是，画家几米特别授权该专辑设计使用他的画作。几米的画加上黄莺莺的摇篮曲，提供了大人回到儿时的一条时光隧道，回到最纯真的喜悦与感动。

漫画：《女孩物语》

出版社：时代文艺出版社

作者：西原理惠子（绘）张雯（译）

在日本销量过百万，这本书自然有其过人之处。它是作者的自传：在小渔村出生，十八岁到东京漂泊打工，从夜店女招待一跃成为当红漫画家……虽然自称是搞笑漫画家，西原理惠子的作品却总让人笑中带泪，它会让人想起一起长大却不再经常见面的朋友，让人想起在陌生的城市里奔波的寂寞。里面轻描淡写的色彩，余味悠长的文字，讲述的也是每个女孩的五味人生，只有女孩才更懂得各种辛酸的人生。

书籍：《那些生命中温暖而美好的事情》

出版社：黑龙江美术出版社

作者：落落

这是郭敬明赞叹“如同阳光一样难能可贵”的文字，这是校园女王落落的经典小说集，记载着青春的爱与梦。落落用她的文字使青春年华里的细节被放大得格外感人。她同时告诉我们，即使声音不记得，也不代表青春和我们恍若隔世，那些生命中温暖而美好的事情，我们一起怀念。

游戏：《家族餐厅》

类型：敏捷类

我们的家族餐厅本来是三星级的，但现在已大不如前，救星就是你！你将接手餐厅，做出顾客选择的食物，做得越像分数就越高，如果你能做得一模一样就可以接替厨师长的位置了。游戏中，还可以自己设计菜品，比如蛋糕、披萨、蔬菜沙拉等等。当然，作为游戏，它既要求速度，也要求美观，如果做得不好，或者上菜速度慢，顾客们可是要头上打雷闪电兼赖账的哦。

无叶片风扇

炎炎夏日，风扇可谓一宝，但就是要清洁、有噪音。不过，这些问题都是可以解决的。无叶片风扇利用空气倍增技术吸纳空气，送来阵阵凉风。由于没有转动叶片或网格外罩，安静、安全，且易于清洁。

花型电脑

花朵其实是投影仪和摄像头，在不使用的时候是一件漂亮的摆设，在使用的时候，一侧将显示内容投影到墙壁上，另一侧的投影仪显示出一个虚拟键盘，并通过摄像头捕捉使用者的输入进行操作。真是赏心悦目又实用。

胶底照片转印染料

这个染料有点特别。如果你有一些压箱底的胶底照片，记录了你以往的美好时代，如果你想把它们用年轻人的方式拿来秀一秀，这个染料就可以帮到你。无需暗房和专业技术，四个简单的步骤后，就能实现将底片图像转印到任何布料和木材上的目的。羽毛或风干的植物上同样可以。

三维投影手机伴侣

只能说，这是手机一个很酷的伴侣。这种坠式三维投影仪可以将手机的动态消息以三维投影的形式显示在正前方。比如说，当你收到了一条短信，伴侣会在空中投射出虚幻般的立体短信图标，提醒你查看。而且，这些图标都是可以和手机本体进行交互的，比如说，你掏出了手机，然后用手机划过这些图标，它们会像子弹穿过鸡蛋一般消散成一团五彩的粒子雾，最终归于沉寂。

爱情勇士洗漱套装

牛仔帽、大肚皮，酷酷的造型，好似迈克尔·杰克逊的太空舞步。乍看上去，完全是一款新潮可爱的公仔玩偶。其实，这是来自意可可创意用品的实用创意——爱情勇士洗漱套装。该产品集多功能于一体，公仔张大的嘴巴可以自动挤出牙膏，微握的双手则被巧妙地设计成了牙刷架，大肚皮则变成了水杯。水杯内有磁铁定位，无论怎样摆放，水杯都会自动旋转至正面，以保持公仔造型的完整性。另外，水杯还具有防尘和防积水的功能。

8毫米玩具摄影机

如果你的毕生宏愿是有朝一日能成为一名摄影家，那么这款来自日本的怀旧风8毫米玩具摄影机是一件值得考虑人手的个性装备。它采用了经典的8毫米摄影机造型，小巧可爱的外形正适合古灵精怪的MM们，能拍照也能拍视频。

三维投影篇4

1 建立三维模型

(1) 打开图层特性管理器, 创建名为“模型”的图层, 并设为当前层。

(2) 利用实体绘制命令、面域拉伸、面域旋转等命令生成简单的实体。

(3) 利用布尔运算建立复杂组合体模型 (见图1) 。

2 生成三投影图

(1) 单击绘图区下方的“布局1”标签, 进入图纸空间, 并进行页面设置。如布局名、打印机类型、打印样式表、图纸尺寸及打印比例等。设置完成后按“确定”按纽退出并删除图纸空间视口。

(2) 生成水平投影。启动Solview命令输入“UCS”选项, 选择坐标为“当前坐标”并回车, 输入视图比例1, 在靠近图纸右下角处单击左键指定视图中心并回车, 以开窗口方式开视口, 输入视图名称“水平投影”。

(3) 生成正面投影 (剖面图) 。启动Solview命令输入“截面”选项并回车, 在水平投影上选择水平对称中心线上的两点以确定剖切平面位置, 在水平投影下方单击左键确定投影方向为“从前往后投影”。输入视图比例1, 在水平投影上方指定视图中心并开视口, 输入视图名称“正面投影”。

(4) 生成侧面投影。启动Solview命令输入“正交”选项, 捕捉正面投影视口边框左边界的中点确定投影方向为“从左向右投影”, 输入视图比例1, 在正面投影的右侧指定视图中心并开视口, 输入视图名称“侧面投影”。

(5) 生成轴测图。启动Solview命令输入“UCS”选项, 选择坐标为“当前坐标”, 输入视图比例1, 在靠近图纸右下角处指定视图中心并开视口, 输入视图名称“轴测投影”, 在该视口内双击左键进入浮动模型空间, 设置为西南等轴测视图 (见图2) 。

(6) 建立三投影图的轮廓图、剖面图。启动Soldraw命令, 选择水平投影、正面投影及侧面投影的视口边框后回车, 将用Solview生成的三维投影图转换成二维投影图。

(7) 建立三维实体的轮廓图像。对于三维模型的直观图一般情况下可采用三维图形, 如图2所示, 也可对模型进行着色。如需生成二维直观图, 方法同 (6) , 采用Soldraw命令, 选择图形所在视口, 将三维图形转化为二维图形。

(8) 调整视图比例, 对齐图形。如各投影图比例不统一或未满足投影规律“高平齐长对正, 宽相等”时须进行视图比例及位置的调整。启动Mvsetup命令, 选择“缩放视口”选项调整各视图比例;选择“对齐”选项下的“水平”及“垂直对齐”选项使正面投影与侧面投影高平齐, 正面投影与水平投影长对正。移动视口边框可调整视图间距。当各视图比例、位置确定后, 选择各视图的视口边框单击鼠标右键, 从弹出菜单中选择“显示锁定”选项下的“是”选项锁定各视口, 以免进入浮动模型空间后采用缩放显示等命令时改变视图比例 (见图3) 。

3 图层设置

执行Solview命令后, 系统将自动建立放置视口边框的VPORTS图层及各视图可见线、隐藏线、标注和剖面图案的图层 (视图名由用户输入) 。其中:VIS——可见线层, HID——隐藏线层, DIM——尺寸标注层, HAT——图案填充 (用于剖面图) 。按图层设置要求进行图层设置。

(1) 设置图层颜色、线型、线宽。VIS图层:颜色黑色, 线型Continuous, 线宽0.6mm;HID图层:颜色绿色, 线型Hidden, 线宽0.3mm;DIM图层:颜色红色, 线型Continuous, 线宽0.2mm, HAT图层:颜色品红, 线型Continuous, 线宽0.2mm。

(2) 创建图层。中心线层:颜色蓝色, 线型Center, 线宽0.2mm;粗实线层:颜色黑色, 线型Continuous, 线宽0.6mm;细实线层:颜色红色, 线型Continuous, 线宽0.2mm。

(3) 关闭轴测图的HID图层及VPORTS图层, 以隐藏轴测图中的虚线, 关闭各投影图视口边框。

4 图形处理

(1) 图案填充编辑。双击左键进入剖面图所在视口, 对填充图案进行编辑。也可在生成剖面图之前通过改变系统变量HPNAME, HPSCALE和HPANG的值, 设置填充的图案、比例、角度。

(2) 中心线绘制。将当前层设为中心线层, 在图纸空间绘制各投影图中心线。

5 标注尺寸

(1) 设置尺寸标注样式。打开标注样式管理器对话框, 将调整选项卡下的标注特征比例设为“按布局 (图纸空间) 缩放比例”选项。其余参数参照国标要求设置。

(2) 标注尺寸。将当前层设为各视图的DIM层 (也可创建同一尺寸标注层, 删除采用Solview命令开视口产生的DIM层) , 在图纸空间标注各投影图尺寸。

6 图纸空间中最后的调整

(1) 在粗实线图层上绘制剖切符号、视图名称下划线及图框、标题栏外框线。

(2) 在细实线图层上注写视图名称、剖面图编号、 (也可多设一图层用于注写文字) 绘制标题栏内框线、填写标题栏。

(3) 调整线型比例。通过线型管理器对话框调整线型全局比例因子, 使虚线、点划线在图上显示比较合理。