[發明專利]一種利用視差空間集束調整的高精度實時立體視覺定位方法

有效

• 申請號: 201210026463.6
• 申請日: 2012-02-07
• 公開（公告）號: CN102607535A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 蔣云良;許允喜;劉勇
• 申請（專利權）人: 湖州師范學院
• 主分類號: G01C11/36
• 分類號: G01C11/36;H04N13/00
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

1.一種利用視差空間集束調整的高精確實時立體視覺定位方法，其特征在于它包括以下步驟：

步驟一、對視頻流當前幀的立體圖像對進行極線校正，視頻流的第一幀選為起點幀；視頻流由立體相機的攝像頭拍攝形成；

步驟二、提取第一圖像的CenSurE特征和U-SURF描述符，所述第一圖像為所述立體圖像對中的左圖像和右圖像之一；

步驟三、采用SAD區域匹配方法沿第二圖像水平方向極線進行一維搜索得到第一圖像CenSurE特征對應的圖像坐標，從而得到特征點的3D坐標；所述第二圖像為所述立體圖像對中的左圖像和右圖像之另一；所述特征點為攝像頭拍攝的同一場景圖像關鍵點，具體反映在立體圖像第一圖像CenSurE特征和第二圖像對應圖像坐標；

若當前幀為起點幀，則將當前幀的下一幀作為當前幀，重復步驟一至三的處理步驟；否則，對所述當前幀再進行步驟四和五；

步驟四、對當前幀和前一幀立體圖像的特征點集進行一一匹配；

步驟五、采用RANSAC算法和2D-3D位姿估計方法得到匹配內點和拍攝當前幀時的所述攝像頭運動參數，包括相對位置、相對姿態；所述相對位置為平移參數t，所述相對姿態為旋轉參數R；

步驟六、如步驟五所述的當前幀與起點幀之間的幀數、起點幀和當前幀的總和小于N，將步驟五所述的當前幀的下一幀作為當前幀，對所述當前幀進行步驟一至五的處理，否者，進行步驟七和步驟八的處理；N＝2*n+1，n為大于等于1的自然數；

步驟七、利用當前幀前的N幀中的兩兩相鄰幀的匹配內點之間的視差空間投影約束，采用視差空間集束調整對拍攝當前幀的前n幀攝像頭的運動參數進行迭代優化；

如步驟七所述的當前幀與起點幀之間的幀數等于N，則所述迭代優化的初值為當前幀前的n幀的攝像頭運動參數；否則，所述迭代優化的初值為當前幀前的n-1幀在視差空間集束調整后的攝像頭運動參數和當前幀運動參數；

步驟八、利用拍攝所述當前幀前第1幀時攝像頭的全局位置姿態參數和拍攝所述當前幀時攝像頭運動參數的迭代優化值，得到拍攝當前幀時攝像頭的全局位置姿態參數作為拍攝實時幀時攝像頭的全局位置姿態參數，以對攝像頭實時立體視覺定位。

2.根據權利要求1所述的利用視差空間集束調整的高精度實時立體視覺定位方法，其特征在于在所述步驟一中，采用以下步驟：

利用已標定立體相機的參數，采用極線校正方法對立體圖像對進行校正，使立體圖像對的左右圖像對應的特征點位于同一水平掃描線上，同時得到校正后立體相機基線長度B和焦距f。

3.根據權利要求1所述的利用視差空間集束調整的高精度實時立體視覺定位方法，其特征在于在所述步驟二中，采用以下步驟：

(1)、計算得到第一圖像的積分圖像；

(2)、利用積分圖像在每個像素上計算六個尺度的盒子核近似高斯拉普拉斯濾波器響應；

(3)、采用非極大值抑制檢測局部極大值得到CenSurE特征，所述CenSurE特征包括其圖像坐標(u，v)、尺度s及極大值；

(4)、利用積分圖像和CenSurE特征的圖像坐標(u，v)和尺度s計算對應的U-SURF描述符。