申请/专利权人：南京理工大学

申请日：2021-05-17

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN113506337B

主分类号：G06T7/593

分类号：G06T7/593;G06V10/77;G06V10/44

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2024.03.22#著录事项变更;2021.11.02#实质审查的生效;2021.10.15#公开

摘要：本发明公开了一种基于EPnP的双目相机位姿估计方法，该方法步骤如下：计算双目相机的3D点在世界坐标系下的三维坐标和测量误差；利用已知的3D点，基于主成分分析原理选择世界坐标系内四个3D控制点；据此求解世界坐标系下每个3D点对应的hb坐标；求解四个3D控制点在相机坐标系下的坐标；根据控制点，将所有的3D点在相机坐标系下的坐标恢复出来；根据世界坐标系下每个3D点坐标和相机坐标系下的3D点坐标，计算相机坐标系相对世界坐标系的旋转分量和平移分量，得到相机位姿。本发明增强了双目相机下位姿估计的鲁棒性，提高了相对位姿估计的准确性，实现了双目相机系统下，高效、精准的相机位姿估计。

主权项：1.一种基于EPnP的双目相机位姿估计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、计算双目相机的3D点在世界坐标系下的三维坐标和测量误差；步骤2、利用已知的3D点，基于主成分分析PCA原理选择世界坐标系内四个3D控制点Cwj，j＝1,...,4；步骤3、根据步骤2得到的四个3D控制点，求解世界坐标系下每个3D点Pwi对应的hb坐标；步骤4、求解四个3D控制点在相机坐标系下的坐标Ccj；步骤5、根据控制点Ccj，将所有的3D点在相机坐标系下的坐标Pci恢复出来；步骤6、根据Pwi和Pci，计算相机坐标系相对世界坐标系的旋转分量R和平移分量t，得到相机位姿；步骤1中双目相机的3D点是通过上一帧图像Fk-1和当前帧图像Fk的左相机进行特征提取和匹配获得的，k为当前图像编号，且k为大于等于2的自然数；其中，当前帧图像Fk中左相机中的n个点的相机坐标为pci＝[ucivci]T，和上一帧对应的n个3D点在世界坐标系下的三维坐标为Pwi＝[XwiYwiZwi]T，i＝1…n，其中n为上一帧图像Fk-1和当前帧图像Fk的左相机进行特征提取和匹配获得的3D点的数量；步骤1所述的世界坐标系下的三维坐标和测量误差，假设左右相机坐标系的x轴在同一条直线上，根据相似三角形原理，计算3D点的深度d 其中Δx表示视差，xcl、xcr分别为3D点在左相机和右相机成像平面上的投影位置的横坐标值，b为双目相机基线长度；当使用视差法计算3D点三维坐标，由像素化误差导致视差产生误差，则带有误差的深度为 其中，为带有误差的视差，δΔx为视差误差，δd为深度误差；继而推得： 其中，δxcl、δxcr分别为左右两相机的数字图像像素化误差；δΔx远小于Δx，则δd和δx同分布，δd的期望和Δx成反比；在实际情况中，3D点在左相机和右相机成像平面上的投影位置的纵坐标值ycl、ycr不同；因此，能够得到带有误差的3D点相机坐标系坐标 其中，P、分别为3D点相机坐标系在相机坐标系下的坐标真值和测量值，δPc为观测误差，pcl为左相机坐标中3D点P在左相机平面的投影坐标；因此，双目相机对3D点的观测误差δPc为： 假设|δxcl|≤δx,max，|δycl|≤δy,max，得到 其中δx,max和δy,max是Pc在x轴和y轴的最大误差，取δx,max＝0.5fx，δy,max＝0.5fy；δXc、δYc、δZc是3D点对应的Pc在x轴、y轴、z轴的误差；δXc,max、δYc,max、δZc,max是3D点对应的Pc在x轴、y轴、z轴的最大误差；定义权重向量Kδc＝[kδc1kδc1kδc1]T＝[1δXc,max1δYc,max1δZc,max]T，Kδc用来描述对应3D点相机坐标三个维度的可靠度。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 南京理工大学 一种基于EPnP的双目相机位姿估计方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD