用于确定相机位姿的方法、装置、设备和介质制造方法及图纸

本公开的实施例公开了确定相机姿态的方法、装置、电子设备和计算机可读介质。该方法的一具体实施方式包括：提取至少两帧图像的特征点；基于特征点的提取，确定相邻两帧图像之间的单应矩阵；根据该相邻图像之间的单应矩阵，确定平面法向量；确定该平面法向量对应的平面与该目标图像之间的单应矩阵；根据该平面法向量的平面与该目标图像之间单应矩阵和该相邻两帧图像之间的单应矩阵，确定该至少两帧图像与平面之间的单应矩阵；对该至少两帧图像与平面之间的单应矩阵进行处理，得到该至少两帧图像对应的相机的位姿。该实施方式通过估计平面的法平面和跟踪特征点实现了对相机姿态的确定。

Methods, devices, equipment and media for determining camera pose

【技术实现步骤摘要】
用于确定相机位姿的方法、装置、设备和介质
本公开的实施例涉及计算机
，具体涉及用于确定相机位姿的方法、装置、设备和计算机可读介质。
技术介绍
相机位姿，即相机在空间中的位置和相机的朝向。相机的位姿可以看做相机从原始位置到当前位置的变换，包括平移变换和旋转变换，是刚体在空间中的位置和它自身的姿态。目前，对于相机位姿的确定是在已知图像平面法向量和通过图像中固定水平面来完成的。但是在图像中对于平面的法向量是未知的。
技术实现思路
本公开的内容部分用于以简要的形式介绍构思，这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。本公开的内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。本公开的一些实施例提出了用于确定相机位姿的方法、装置、设备和计算机可读介质，来解决以上
技术介绍
部分提到的技术问题。第一方面，本公开的一些实施例提供了一种用于确定相机位姿的方法，该方法包括：提取至少两帧图像的特征点；提取至少两帧图像的特征点；基于上述至少两帧图像的特征点，确定相邻两帧图像之间的单应矩阵；根据上述相邻两帧图像之间的单应矩阵，确定平面法向量；基于上述至少两帧图像中的目标图像的旋转角度、上述平面法向量和目标图像对应的平移距离，确定上述平面法向量对应的平面与上述目标图像之间的单应矩阵；根据上述平面法向量对应的平面与上述目标图像之间的单应矩阵和上述相邻两帧图像之间的单应矩阵，确定上述至少两帧图像与平面之间的单应矩阵；对上述至少两帧图像与平面之间的单应矩阵进行处理，得到上述至少两帧图像对应的相机的位姿。第二方面，本公开的一些实施例提供了一种用于确定相机位姿的装置，装置包括：提取单元，被配置成提取至少两帧图像的特征点；第一确定单元，被配置成基于上述至少两帧图像的特征点，确定相邻两帧图像之间的单应矩阵；第二确定单元，被配置成根据上述相邻两帧图像之间的单应矩阵，确定平面法向量；第三确定单元，被配置成基于上述至少两帧图像中的目标图像的旋转角度、上述平面法向量和目标图像对应的平移距离，确定上述平面法向量对应的平面与上述目标图像之间的单应矩阵；第四确定单元，被配置成根据上述平面法向量对应的平面与上述目标图像之间的单应矩阵和上述相邻两帧图像之间的单应矩阵，确定上述至少两帧图像与平面之间的单应矩阵；处理单元，被配置成对上述至少两帧图像与平面之间的单应矩阵进行处理，得到上述至少两帧图像对应的相机的位姿。第三方面，本公开的一些实施例提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，其上存储有一个或多个程序，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现如第一方面中任一的方法。第四方面，本公开的一些实施例提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其中，程序被处理器执行时实现如第一方面中任一的方法。本公开的上述各个实施例中的一个实施例具有如下有益效果：提取上述至少两帧图像的特征点，然后，通过跟踪特征点来确定上述相邻两帧图像之间的单应矩阵。进而，通过上述相邻图像之间的单应矩阵，可以自动实现上述平面法向量的生成。解决了在上述至少两帧图像中对于平面的法向量未知的问题。再而，确定上述平面法向量对应的平面与上述目标图像之间的单应矩阵得到平面与目标图像之间的单应矩阵。将平面与目标图像之间的单应矩阵作为初始的单应矩阵，通过与上述相邻两帧图像之间的单应矩阵相乘得到上述至少两帧图像与平面之间的单应矩阵。最后通过矩阵分解精准的、快速的得到旋转角度和平移距离，实现了对相机位姿的确定。附图说明结合附图并参考以下具体实施方式，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，原件和元素不一定按照比例绘制。图1是根据本公开一些实施例的用于确定相机位姿的方法的一个应用场景的示意图；图2是根据本公开的用于确定相机位姿的方法的一些实施例的流程图；图3是根据本公开的用于确定相机位姿的方法的又一些实施例的流程图；图4是根据本公开的用于确定相机位姿的装置的一些实施例的结构示意图；图5是适于用来实现本公开的一些实施例的电子设备的结构示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关专利技术相关的部分。在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。需要注意，本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。本公开实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。图1是根据本公开的一些实施例的用于确定相机位姿的方法的应用场景的示意图。如图1所示，服务器101获取图像102，在获取的图像上提取大量特征点103。然后，服务器101根据图像中特征点103之间的匹配关系，确定上述相邻两帧图像之间的单应矩阵104。将上述相邻两帧图像之间的单应矩阵104作为约束条件，可以得到平面法向量105。基于平面法向量105、预先设定的平移距离106和目标图像与平面之间的旋转角度107，得到平面与目标图像之间单应矩阵108。根据上述相邻两帧图像之间的单应矩阵104和上述平面与目标图像之间单应矩阵108，得到平面与目标图像之间单应矩阵109。最后将上述平面与目标图像之间单应矩阵109进行矩阵分解得到图像对应的相机的位姿110。可以理解的是，信息呈现方法可以是由终端设备执行，或者也可以是由服务器101来执行，上述方法的执行主体还可以包括上述终端设备与上述服务器101通过网络相集成所构成的设备，或者还可以是各种软件程序来执行。此外，执行主体也可以体现为服务器、软件等。当执行主体为软件时，可以安装在上述所列举的电子设备中。其可以实现成例如用来提供分布式服务的多个软件或软件模块，也可以实现成单个软件或软件模块。在此不做具体限定。应该理解，图1中的服务器101数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的终端设备。继续参考图2，示出了根据本公开的用于确定相机位姿的方法的一些实施例的流程200。该用于确定相机位姿的方法，包括以下步骤：步骤201，提取至少两帧图像的特征点。在一些实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定相机位姿的方法，包括：/n提取至少两帧图像的特征点；/n基于所述至少两帧图像的特征点，确定相邻两帧图像之间的单应矩阵；/n根据所述相邻两帧图像之间的单应矩阵，确定平面法向量；/n基于所述至少两帧图像中的目标图像的旋转角度、所述平面法向量和目标图像对应的平移距离，确定所述平面法向量对应的平面与所述目标图像之间的单应矩阵；/n根据所述平面法向量对应的平面与所述目标图像之间的单应矩阵和所述相邻两帧图像之间的单应矩阵，确定所述至少两帧图像与平面之间的单应矩阵；/n对所述至少两帧图像与平面之间的单应矩阵进行处理，得到所述至少两帧图像对应的相机的位姿。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于确定相机位姿的方法，包括：
提取至少两帧图像的特征点；
基于所述至少两帧图像的特征点，确定相邻两帧图像之间的单应矩阵；
根据所述相邻两帧图像之间的单应矩阵，确定平面法向量；
基于所述至少两帧图像中的目标图像的旋转角度、所述平面法向量和目标图像对应的平移距离，确定所述平面法向量对应的平面与所述目标图像之间的单应矩阵；
根据所述平面法向量对应的平面与所述目标图像之间的单应矩阵和所述相邻两帧图像之间的单应矩阵，确定所述至少两帧图像与平面之间的单应矩阵；
对所述至少两帧图像与平面之间的单应矩阵进行处理，得到所述至少两帧图像对应的相机的位姿。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述根据所述相邻两帧图像之间的单应矩阵，确定平面法向量，包括：
基于相邻两帧图像之间的单应矩阵和最小二乘法，得到所述平面法向量。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述目标对象对应的平移距离是预先设定的。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述对所述至少两帧图像与平面之间的单应矩阵进行处理，得到所述至少两帧图像对应的相机的位姿，包括：
对所述至少两帧图像与平面之间的单应矩阵进行奇异值分解，得到相机的旋转角度和平移距离。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基于所述至少两帧图像的特征点，确定相邻两帧图像之间的单应矩阵，包括：
基于所述至少两帧图像的特征点和旋转角度，确定相邻两帧图像之间的单应矩阵。


6.根据权利要求1-5中任一所述的方法，其中，所述方法还包括：
基于所述至少两帧图像对应的相机的位姿，确定相机的运动方式。


7.一种用于确定相机位姿的装置，包括：
提取单元，被配置成提取至少两帧图像的特征点；
第一确定单元，被配置成基于所述至少两帧图像的特征点，确定相邻两帧图像之间的单应矩阵；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭亨凯，杜思聪，
申请(专利权)人：北京字节跳动网络技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11