1 平面相機-成像模型
這兒平面相機 - 指不含畸變的相機。關於相機成像畸變-見
1.1 世界坐標系
在空間中，任意選定一個坐標系原點，建立3D世界坐標系【比如，拍照時，可以把人站立地面的點作為 世界坐標系原點，向前為Y軸，向右為X軸，向上為Z軸】。世界坐標系的位置可以根據實際情況自由確定。一旦選定后，其他所有物體，都在世界坐標系中有其唯一坐標（x,y,z）【比如相機在世界坐標系中的位置】。
1.2 相機坐標系
相機坐標系（camera coordinate），也是一個三維直角坐標系，原點位於鏡頭光心處，x、y軸分別與相面的兩邊平行，z軸為鏡頭光軸，與像平面垂直。
1.3 相機坐標系轉換為世界坐標系
轉換方程為：
其中為3*3的旋轉矩陣，為3*1的平移矢量，為相機坐標系的齊次坐標，為世界坐標系的齊次坐標。
具體步驟為下圖所示：
1.4 像素坐標系和圖像坐標系
1.4.1 像素坐標系（pixel coordinate）
像素坐標系是一個二維直角坐標系，反映了相機CCD/CMOS芯片中像素的排列情況。原點位於圖像的左上角，軸、軸分別於像面的兩邊平行。像素坐標系中坐標軸的單位是像素（整數）。
1.4.2 圖像坐標系
像素坐標系不利於坐標變換，因此需要建立圖像坐標系，其坐標軸的單位通常為毫米（mm），原點是相機光軸與相面的交點（稱為主點），即圖像的中心點，軸、軸分別與軸、軸平行。故兩個坐標系實際是平移關系，即可以通過平移就可得到。
1.5 像素坐標系轉換為圖像坐標系
其中，dx、dy分別為像素在x、y軸方向上的物理尺寸
1.6 相機坐標系轉換為圖像坐標系
1.7 世界坐標系轉換為像素坐標系
