申请/专利权人：岱悟智能科技(上海)有限公司

申请日：2021-10-11

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN113902847B

主分类号：G06T17/00

分类号：G06T17/00;G06T7/73;G06T7/33

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2022.01.25#实质审查的生效;2022.01.07#公开

摘要：本发明涉及三维稠密重建技术领域，具体涉及一种基于三维特征约束的单目深度图像位姿优化方法，包括：S100、提取所述多帧单目深度图像的特征点，生成特征点地图，所有特征点均不相同，且每一特征点被所述单目深度相机至少观测到一次；S200、对每一特征点在所述特征点地图中的世界坐标，以及所述多帧单目深度图像中的每一帧的相机位姿进行优化；S300、根据所述第一欧式距离、所述第二欧式距离和所述帧fi的新位姿生成误差函数，并求解非线性最小二乘问题，得到优化后的相机位姿。

主权项：1.一种基于三维特征约束的单目深度图像位姿优化方法，用于对多帧单目深度图像进行优化，并且所述多帧单目深度图像通过单目深度相机采集，并基于三维点云配准生成，其特征在于，包括：S100、提取所述多帧单目深度图像的特征点，生成特征点地图，所有特征点均不相同，且每一特征点被所述单目深度相机至少观测到一次；S200、对每一特征点在所述特征点地图中的世界坐标，以及所述多帧单目深度图像中的每一帧的相机位姿进行优化，具体为：S201、选取被所述单目深度相机观测次数大于等于两次的特征点，最小化其世界坐标到所有观测值之间的欧式距离，得到第一欧式距离；S202、对所述特征点地图中的每一个特征点，最小化其世界坐标到所述三维点云的欧氏距离，得到第二欧式距离；S203、统计所述多帧单目深度图像中的每一帧中包含的被所述单目深度相机观测次数大于等于两次的特征点的数量q，选取q＜15的帧fi，通过约束所述帧fi与其前后相邻的两帧的相对位姿，使得所述帧fi的位姿接近所述单目深度相机的初始位姿，得到所述帧fi的新位姿；S300、根据所述第一欧式距离、所述第二欧式距离和所述帧fi的新位姿生成误差函数，并求解非线性最小二乘问题，得到优化后的相机位姿；步骤S201采用的最小化公式为： 其中，表示当特征点Pk在第i帧被观测到时，其在第i帧相机系下的三维坐标，表示特征点Pk在世界系下的三维坐标，Ti·表示从第i帧相机系到世界系的变换，ρ·表示胡伯损失，Ti表示第i帧单目深度图像的相机位姿；步骤S202采用的最小化公式为： 其中，为第i帧单目深度图像的相机位姿初值，cloudp表示返回所述三维点云中离p最近的点；通过位姿图优化误差项计算所述帧fi与其前后相邻的两帧之间的误差，所述位姿图优化误差项表示为： 其中，e6×1是一个六维误差向量，前三维表示平移误差，后三维表示旋转误差，与分别表示第i帧与第j帧在世界系的坐标，表示世界系到第i帧相机系的旋转矩阵，表示第j帧在第i帧相机系的坐标，表示第j帧到第i帧的旋转四元数，表示第j帧相机系到世界系的旋转四元数，[·]xyz表示取四元数的虚数部分，第i帧表示所述帧fi，第j帧表示所述帧fi前后相邻的两帧。

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权利要求：

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