2、多摄像头网络视觉技术解析与应用展望

多摄像头网络视觉技术解析与应用展望

1. 多摄像头网络概述

多摄像头网络在安全与监控领域正发挥着越来越重要的作用，广泛应用于养老院、地铁站、高速公路、自然灾害现场和战场等多样化的环境中。与早期局限于实验室环境且由单一处理器控制的多摄像头网络不同，现代的多摄像头网络由众多空间分布的摄像头组成，这些摄像头可能拥有自己的处理器甚至电源。

2. 多视图几何基础

2.1 图像形成

图像形成的基本模型是透视投影模型，大多数情况下能准确反映真实摄像头拍摄图像的现象。
- 透视投影 ：一个理想化的“针孔”摄像头由投影中心 (C \in R^3)、焦距 (f \in R^+) 和方向矩阵 (R \in SO(3)) 描述。场景点 (X = (X_o, Y_o, Z_o)) 在世界坐标系下可转换到摄像头坐标系下：
[
X =
\begin{bmatrix}
X_C \
Y_C \
Z_C
\end{bmatrix}
= R
\left(
\begin{bmatrix}
X_o \
Y_o \
Z_o
\end{bmatrix}
- C
\right)
]
摄像头通过透视投影将三维场景 (S) 中的点投影到图像平面 (P) 上，图像平面位于 (Z_C = f) 处。场景点 (X = (X_C, Y_C, Z_C)) 投影到图像平面上的点 (u = (x, y)) 的方程为：
[
x = \frac{fX_C}{Z_C}