The invention discloses a single camera based on position two curve perspective invariant estimation method, which comprises the following steps: S101, according to the two curve correspondence information between the estimated camera imaging plane and space object plane homography matrix. S102, according to the homography matrix, the rotation matrix and translation vector in the pose parameter are obtained. The present invention directly pose estimation based on two curve equation, shorten the transmission chain error, improve the robustness of the algorithm for pose estimation; will be solved by solving the nonlinear equations into linear equations, without the nonlinear objective function to solve, and can in the linear time complexity of the algorithm O (n) complete.
【技术实现步骤摘要】
一种基于二次曲线透视投影不变性的单相机位姿估计方法
本专利技术涉及计算机视觉领域,尤其涉及一种基于二次曲线透视投影不变性的单相机位姿估计方法。
技术介绍
单相机位姿估计问题是计算机视觉、摄影测量学领域一个重要的研究问题。该问题的基本描述可以归结为:已经图像空间和物理空间的特征对应信息,求解两个空间下定义的不同坐标系之间的位姿约束,即估计旋转参数和平移参数。而单相机位姿估计方法的准确性直接影响到计算机视觉研究领域的视觉追踪、摄影测量、相机标定等任务的完成质量。由于在平面目标透视投影过程中,点、直线和二次曲线具有不变性,现有的单相机位姿估计方法所采用的特征对应信息主要有特征点对应性、特征直线对应性和特征二次曲线对应性三种。对于基于特征点对应性的估计方法,特征点对应信息的获取容易收到图像噪声和像面坐标提取方法精度的影响,间接影响到了位姿估计的精度。文献“FastandGloballyConvergentPoseEstimationfromVideoImages”(C.P.Lu,G.D.Hager,andE.Mjolsness.IEEETransactionsonPatternAnalysis&MachineIntelligence,vol.22,pp.610-622,2000.)提出一种利用旋转矩阵正交参数化,建立合适的目标函数。该方法估计精度高,计算效率高,对初值的依赖程度小。但是旋转矩阵正交参数化容易受到输入数据的噪声的影响,导致其迭代过程退化。文献“EPnP:AnAccurateO(n)SolutiontothePnPProblem”(V.Lepe ...
【技术保护点】
一种基于二次曲线透视投影不变性的单相机位姿估计方法,其特征在于,包括如下步骤:S101、根据二次曲线对应信息,估计相机成像平面和空间平面对象之间的单应性矩阵;S102、根据所述单应性矩阵,求解出位姿参数中的旋转矩阵和平移向量。
【技术特征摘要】
1.一种基于二次曲线透视投影不变性的单相机位姿估计方法,其特征在于,包括如下步骤:S101、根据二次曲线对应信息,估计相机成像平面和空间平面对象之间的单应性矩阵;S102、根据所述单应性矩阵,求解出位姿参数中的旋转矩阵和平移向量。2.根据权利要求1所述的基于二次曲线透视投影不变性的单相机位姿估计方法,其特征在于,所述步骤S101包括:所述单应性矩阵指一个二维平面对象上的点与相机成像平面上的像点之间的映射关系;相机的透视投影模型为:其中,为相机坐标系下成像平面上点的齐次坐标,为世界坐标系下平面对象上点的齐次坐标;K是相机的内参数矩阵,其具体包括主点坐标、焦距参数,s为尺度因子;设[Rt]为世界坐标系转化到相机坐标系下的位姿参数;旋转矩阵R可进行列向量的形式来表示,则:[Rt]=[r1r2r3t](2)由于对象为平面物体,故则公式(1)表达为:设H=K[r1r2t],公式(3)表达为H即是世界坐标系平面与图像平面的单应性映射;平面内,二次曲线的代数方程可表示为:Ax2+Bxy+Cy2+Dx+Ey+F=0(5)使用矩阵的形式表达公式(5),具体为:根据公式(6),平面对象上二次曲线上的点和二次曲线方程的关系表示为如下式:根据二次曲线透视投影不变性,世界坐标系下二次曲线在成像平面上的透视投影成像也是二次曲线;同理,根据公式(7),成像平面上二次曲线上的点和二次曲线方程的关系可以表示为如下式:其中,C′表示成像平面二次曲线代数方程的矩阵参数;将公式(4)带入公式(8),可得:联立公式(7)、(9),得出世界坐标系内的二次曲线和成像平面内...
【专利技术属性】
技术研发人员:张旭,程伟,
申请(专利权)人:华中科技大学无锡研究院,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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