面向定标面阵相机影像的位姿高精度直接估计方法技术
【技术实现步骤摘要】
面向定标面阵相机影像的位姿高精度直接估计方法
本专利技术属于计算机视觉及摄影测量
，具体涉及一种面向定标面阵相机影像的位姿高精度直接估计方法。
技术介绍
影像位姿估计是计算机视觉及摄影测量学研究领域中的重要方向，贯穿整个航空航天测绘整个学科，研究精度高、速度快的影像位姿估计方法具有十分重要的价值。姿态估计常常采用迭代解法和直接解法两种方法。迭代解法在摄影测量领域有广泛应用，其解算精度高、具有很好的几何意义，解算的结果准确度比较均匀，是一种严密的方法，但其缺点是运算量大，并且需要位姿初值。在没有初值的情况下，直接解法可以直接求解位姿参数，主要指直接线性变换(DLT)法，它是建立像点坐标和同名物方点坐标之间直接线性关系，并采用最小二乘方法获得最小代数误差解，由于不需要外方位元素的初始近似值，如近景非量测数码影像或无人机影像处理，具有解算速度快等优点，但同时具有解算精度不高并且参数没有明确几何意义的缺点，该方法作为迭代方法姿态初始值，在计算机视觉领域有较多的应用。因此，学者开始研究对传统方法进行改进，武汉大学学报公开的利用二维DLT及光束法平差进行数字摄像机标定技...
【技术保护点】
一种面向定标面阵相机影像的位姿高精度直接估计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、测定一组高等级物方点坐标，采用定标相机获取含有上述物方点的影像；步骤2、选择影像数据中物方点对应的凸包像点参与影像位姿估计；步骤3、采用坐标量测仪获得影像中物方点对应的像点坐标；步骤4、在步骤2中选择凸包点中三角形面积最大的三个像点对应的物方点作为基点组，获得影像深度和平移向量；步骤5、在步骤4的基础上，将影像位姿估计转化为由向量求旋转矩阵问题，采用Procrustes方法完成旋转矩阵的高精度估计；步骤6、根据估计获得的旋转矩阵和平移向量获得影像外方位线元素，根据估计获得的旋转矩阵获得影像外...
【技术特征摘要】
1.一种面向定标面阵相机影像的位姿高精度直接估计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、测定一组高等级物方点坐标，采用定标相机获取含有上述物方点的影像；步骤2、选择影像数据中物方点对应的凸包像点参与影像位姿估计；步骤3、采用坐标量测仪获得影像中物方点对应的像点坐标；步骤4、在步骤2中选择凸包点中三角形面积最大的三个像点对应的物方点作为基点组，获得影像深度和平移向量；步骤5、在步骤4的基础上，将影像位姿估计转化为由向量求旋转矩阵问题，采用Procrustes方法完成旋转矩阵的高精度估计；步骤6、根据估计获得的旋转矩阵和平移向量获得影像外方位线元素，根据估计获得的旋转矩阵获得影像外方位角元素；步骤7、完成影像的位姿估计。2.根据权利要求1所述的面向定标面阵相机影像的位姿高精度直接估计方法，其特征在于，步骤4所述的在步骤2选择的凸包点中三角形面积最大的三个像点所对应的物方点作为基点组，获得影像深度和平移向量，具体步骤如下：步骤4-1、根据物点和像点之间的解析关系，转换为矩阵形式；所述的物点和像点之间的关系，具体公式如下：其中，X表示物点在物方空间坐标系X坐标，Y表示物点在物方空间坐标系Y坐标，Z表示物点在物方空间坐标系Z坐标，Xs表示相机位置在物方空间坐标系X坐标，Ys表示相机位置在物方空间坐标系Y坐标，Zs表示相机位置在物方空间坐标系Z坐标，a1、a2、a3、b1、b2、b3、c1、c2和c3表示姿态角，ω，κ构成的旋转矩阵元素；将公式(1)转换为矩阵形式；λixi＝KRT(Xi-Xs)(2)其中，λi表示物点在像空间辅助坐标系下深度，i表示像点编号，R表示像空间辅助坐标系到物空间坐标系的旋转矩阵，K＝diag(-f，-f，1)，f表示相机主距；xi＝[xiT，1]T表示像点xi的齐次坐标，xi为像点的欧氏坐标；Xi为同名物点的物空间坐标；将像点坐标进行规范化处理，得到的公式(1)的改化形式；具体公式如下：其中，为像点坐标规范化形式；步骤4-2、选择凸包点中三角形面积最大的三个像点所对应的物方点作为基点组，构建其他物点与基点组间的比例系数向量；所述的比例系数向量为：1其中，表示比例系...
【专利技术属性】
技术研发人员：李艳焕，徐振亮，邵良杉，刘冰，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21
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