Colmap根据相机内外参数重建稀疏模型

本文介绍了如何使用Colmap根据已知的相机内外参数重建稀疏模型。首先,创建工作文件夹并手动导入相机参数。接着,通过命令行执行特征点提取、特征匹配、三角测量等步骤。最后,通过Bundle adjustment检查重建是否成功,并在COLMAP GUI中查看重建效果。

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官方文档:https://colmap.github.io/faq.html#reconstruct-sparse-dense-model-from-known-camera-poses
参考博客:http://www.mamicode.com/info-detail-2838274.html

1.创建稀疏模型工作文件夹

       已知相机的位姿,手动创建文件cameras.txtpoints3D.txt以及images.txt文件价路径:

+── .../created/sparse
│   +── cameras.txt
│   +── images.txt
│   +── points3D.txt

       其中相机内参存放在cameras.txt中,外参(camera extrinsics)存放在 images.txtpoints3D.txt为空文件。
cameras.txt示例:

# Camera list with one line of data per camera:
# CAMERA_ID, MODEL, WIDTH, HEIGHT, PARAMS[]
# Number of cameras: 1
1 OPENCV 1280 720 913.603 915.366 651.568 366.541 0.0961 -0.1858 0 0

       只使用一台相机,若有多台相机在下一行分别填写相机参数即可。使用OPENCV相机模型。
images.txt示例:

# Image list with two lines of data per image:
# IMAGE_ID, QW, QX, QY, QZ, TX, TY, TZ, CAMERA_ID, NAME
# POINTS2D[] as (X, Y, POINT3D_ID)
# Number of images: 2, mean observations per image: 2
1 0.477458 0.543198 -0.521067 0.453276 0.0447519 0.146365 -0.115584 1 image0001.jpg
# Make sure every other line is left empty      
2 0.477646 0.543413 -0.520842 0.453078 0.0401251 0.155332 -0.182149 1 image0002.jpg
         
3 0.477833 0.543629 -0.520617 0.452881 0.0353862 0.1643 -0.24872 1 image0003.jpg
         
4 0.478038 0.543864 -0.520372 0.452665 0.0247215 0.202905 -0.535662 1 image0004.jpg

       数据存放的顺序即为IMAGE_ID, QW, QX, QY, QZ, TX, TY, TZ, CAMERA_ID, NAME的顺序,IMAGE_ID为对应

### Colmap SFM 三维重建教程 #### 准备工作 为了使用Colmap执行SfM(结构从运动)三维重建,需先安装并配置好Colmap环境。确保已下载并编译最新版本的Colmap软件。 #### 数据准备 收集一系列具有重叠视域的照片作为输入数据源[^1]。照片应覆盖目标物体或场景的不同视角,以便后续算法能够有效计算相机姿态和空间点置关系。 #### 执行稠密匹配前处理阶段——稀疏重建 启动命令行工具进入项目文件夹内运行以下指令完成初步特征检测与描述子提取: ```bash colmap feature_extractor \ --database_path database.db \ --image_path images/ ``` 接着通过两两比较图像间的相似度来寻找共同可见的关键点对,并估计基础矩阵/本质矩阵参数: ```bash colmap exhaustive_matcher \ --database_path database.db ``` 此时已经完成了基本的特征关联任务,在此基础上可以进一步构建初始的空间框架模型: ```bash mkdir sparse colmap mapper \ --database_path database.db \ --image_path images/ \ --output_path sparse/ ``` 上述过程会生成一个名为`sparse`的新目录保存中间成果物,其中包括但不限于cameras.bin,images.bin以及points3D.bin二进制格式文档记录着各个摄像机内外参信息、每帧拍摄瞬间的具体坐标系变换情况还有最终恢复出来的离散化世界坐标的集合表示形式[^2]。 #### 可视化查看结果 可以通过如下命令加载刚刚创建好的工程来进行直观观察: ```bash colmap model_viewer \ --input_path sparse/0/ ``` 这一步骤允许用户交互式探索所得到的三维点云分布状况及其对应于原始影像资料之间的映射联系。 #### 进阶优化建议 对于某些复杂情形下可能出现单个轨迹分裂成多个独立实体的现象,通常是因为在增量式的Bundle Adjustment过程中出现了较大的重投影偏差所致。针对这种情况可尝试调整相关阈值设定或是引入额外约束条件以提高整体鲁棒性和准确性。
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