随着科技的发展，全景视觉的应用己日趋广泛，学习与掌握全景视觉基本原理及计算方法是从事计算几何、计算机图形学、图像处理、机器人学等专门人才的需要。因此编写一本全景视觉方面的教材是有必要的。同时由于计算机视觉是集数字图像处理、数字信号处理、光学、物理学、几何学、概率统计学、模式识别、人工智能等于一体的学科，编写一本相关的教材是十分棘手的。
本书力求从最基本的原理出发，阐述全景视觉中的数学理论及计算方法，既做到系统条理，又能使各章相对独立，便于读者通读和选择性阅读。本书在阐述理论的同时又兼顾相关的应用，这样便于理论与实践的结合，既不乏经典的理论，又注入了近年来新的研究成果，使读者在了解全景视觉发展史的同时又倾心关注近年来全景视觉研究的新成果。本书涵盖射影儿何、全景摄像机几何、全景摄像机标定、全景图像拼接、全景视觉技术应用以及简单的数值计算理论。
样章试读
目录
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前言
符号说明
第一篇 射影几何
第1章 二维射影几何 2
1.1射影平面 2
1.1.1中心射影 2
1.1.2射影直线与射影平面 3
1.1.3齐次坐标 7
1.1.4对偶原理 8
1.1.5复元素 9
1.1.6交比 10
1.2二维射影变换 18
1.3二次曲线 19
1.3.1二次曲线的定义 20
1.3.2二次曲线的切线 21
1.3.3极点与极线，配极原则 22
1.3.4二次曲线的仿射性质 25
1.3.5二次曲线的度量性质 27
1.3.6对偶二次曲线 31
1.3.7直线与二次曲线在二维射影变换下的规则 32
1.3.8二次曲线束 32
1.3.9双接触定理与三曲线定理 34
第2章 三维射影几何 37
2.1三维射影空间 37
2 I.I三维射影空问的基本特征 37
2.1.2点、平面、直线的表示 37
2.1.3共线平面束的交比 40
2.2兰维射影变换 41
2.2.1三维射影变换 41
2.2.2平面与直线在三维射影变换下的像 42
2.3二次曲面 42
2.3.1二次曲面 42
2.3.2对偶二次曲面 44
2.3.3二次曲面在三维射影变换下的像 45
2.3.4绝对二次曲线(AC) 45
2.3.5绝对对偶二次曲面(DAC) 46
第二篇 全景摄像机
第3章 全景摄像机概述 48
3.1全景摄像机简介 48
3.2全景摄像机的发展史 48
3.3全景摄像机研究现状 49
第4章 全景摄像机几何 51
4.1针孔摄像机成像模型 51
4 I.I针孔摄像机 52
4.1.2几何元素的投影与反投影 56
4.1.3消失点（线）与摄像机内参数 60
4.1.4圆环点与摄像机内参数 61
4.2鱼眼摄像机几何 61
4.2.1鱼眼镜头的成像模型 62
4.2.2基于球面模型的鱼眼图像的校正 63
4.3折反射摄像机几何 66
4.3.1折反射摄像机和鱼眼摄像机的统一成像模型 67
4.3.2基于柱面展开的折反射全向图像校正 70
4.4单位球模型下几何体的投影 74
4.4.1空问点 74
4.4.2空问直线 76
4.4.3球 77
第5章 全景摄像机的标定 79
5.1基于标定物的中心折反射摄像机的标定 79
5 I基于一维标定物的全景摄像机标定方法 79
5.1.2基于二维标定模板的全景摄像机标定 83
5.2使用空间直线标定中心折反射摄像机 86
5.2.1基于正交方向的消失点标定中心折反射摄像机 86
5.2.2基于圆环点的中心折反射摄像机标定 90
5.2.3基于直线投影的几何不变量的中心折反射摄像机标定 97
5.2.4基于共点线束的中心折反射摄像机标定 107
5.2.5基于正交线束的中心折反射摄像机标定 117
5.3使用球标定中心折反射摄像机 119
5.3.1基于球投影的几何不变量的中心折反射摄像机标定 120
5.3.2利用球在中心折反射下像的投影几何性质的标定方法 133
5.3.3基于对拓球像的中心折反射摄像机标定 142
5.3.4使用两个相交球像标定抛物折反射摄像机 150
5.4使用DLT 相似方法标定中心折反射摄像机 152
5.5双平面折反射摄像机自标定 157
5.5.1双平面镜折反射摄像机的几何模型与成像原理 157
5.5.2双平面镜折反射系统中的几何不变量 158
5.5.3基于圆环点的平面折反射摄像机的标定 161
第三篇 全景图像拼接技术
第6章 全景图像的拼接技术168
6.1柱面全景图像拼接技术168
6 I基于特征的拼接算法 168
6.1.2基于相位相关拼接算法 174
6.2基于球面的全景图像拼接 176
6.2.1球面全景图像基础知识 176
6.2.2球面全景图像拼接 181
第四篇 全景视觉技术的应用
第7章 基于全景图像的虚拟导航 188
7.1基于全景图像的目标识别 188
7.2将均值漂移和动态阈值调整植入粒子滤波器的目标跟踪算法 190
7.3基于全景图像的目标定位方法 192
7.4基于全景图像的自主导航 193
第8章 基于链式全景图的大范围场景漫游195
8.1链式全景图的组成195
8.2链式全景图的调度机制195
8.3变换系数的估计195
8.3.1针孔摄像机成像几何模型 196
8.3.2平移运动下两幅图像之问的关系 196
8.3.3变换系数的求取 1 97
8.4平滑过渡的实现与平滑过渡质量评价197
参考文献199
附录1矩阵理论 201
A1.1基本知识 201
A1.1.1矩阵 201
A1.1.2行列式 202
A1.1.3矩阵的秩 204
A1.1.4矩阵的运算 204
A1.2矩阵的特征值、特征向量和相似性 209
A1.2.1矩阵的特征值与特征向量 209
A1.2.2相似性 210
A1.3正交矩阵 210
A1.4对称与反对称矩阵 212
A1.4.1对称矩阵 212
A1.4.2反对称矩阵 212
A1.5矩阵分解 213
A1.5.1正交三角分解 213
A1.5.2Cholesky分解 214
A1.5.3奇异值分解 215
A1.6最小二乘问题 216
A1.6.1用SVD解线性最小二乘问题 216
A1.6.2用正规方程求解线性最小二乘问题 218
A1.6.3齐次方程组的线性最小二乘解 218
附录2迭代估计方法 220
A2.1非线性最优化原理 220
A2 I.I最优性条件 220
A2.1.2迭代格式 221
A2.2无约束非线性最优化迭代222
A2.2.1最速下降法 222
A2.2.2Newton送代 222
A2.2.3 Levenberg Marquardt迭代 224
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