[發明專利]面向文物微小變化檢測的相機四點重定位方法

有效

• 申請號: 201410085340.9
• 申請日: 2014-03-10
• 公開（公告）號: CN103900535A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 馮偉;孫濟洲;田飛鵬;雒偉群;張屹峰
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 溫國林

技術領域

本發明涉及文物保護領域，特別涉及一種面向文物微小變化檢測的相機四點重定位方法，可用于在文物微小變化檢測過程中對拍攝相機進行有效的重定位，恢復上一次拍攝時相機的位置和姿態。

背景技術

目前，直接以恢復相機的位置和姿態為目標的相機重定位研究并不多，Shotton?J等^[1]于2013年發表的論文研究了利用深度相機（RGB-D?camera）實現相機重定位的方法，但該方法需要通過算法訓練已知的場景環境，然后借助深度相機拍攝的帶有深度信息的圖像才能實現特定位置相機姿態估計，從而完成相機重定位工作。同時，重定位工作也一直是SLAM（及時定位與地圖構建）中研究的內容^[2][3][4]，然而，該方面研究中重定位僅作為中間過程，其目標為了構建地圖和實現導航，其方法也往往借助機器人不斷運動過程中連續采集的各種信息來構建場景，進而實現機器人位置的定位。因此，這些方法難以應用在針對某一特定位置來實現相機重定位而無需構建周圍整個場景信息的情況，本發明提出的相機重定位方法可以有效實現在特定位置下相機重定位工作，從而可以對拍攝內容發生的變化進行監測。

發明內容

本發明提供了一種面向文物微小變化檢測的相機四點重定位方法，本方法借助不同設備的功能組合和操作方案設計，從而實現對相機的位置和姿態的恢復，詳見下文描述：

一種面向文物微小變化檢測的相機四點重定位方法，所述方法包括首次定位和重定位步驟；

（1）在水平激光線上選取D類基準點，在三條垂直激光線上選取A類基準點、B類基準點和C類基準點，則首次定位完成；

（2）通過調整使水平激光線過D類基準點；第一垂直激光線、第二垂直激光線分別過A類和B類基準點；

（3）移動支架位置，第一激光標線儀在第一垂直激光線和第二垂直激光線確定的面上移動，使得第三垂直激光線過C類基準點；

（4）再次調節平臺水平，微調校準四類基準點對正后即完成重定位；

（5）通過圖像拼接算法把相機的初定位和重定位圖像拼接到一起。

所述在水平激光線上選取D類基準點，在三條垂直激光線上選取A類基準點、B類基準點和C類基準點的操作具體為：

通過第一激光標線儀獲取水平激光線，在水平激光線上選取一個或多個標志點作為D類基準點；

通過第一激光標線儀分別獲取前后方向上的第一垂直激光線、第二垂直激光線，在前方第一垂直激光線上選取一個或多個特征點作為A類基準點，在后方第二垂直激光線上選取一個或多個特征點作為B類基準點；

通過第一激光標線儀分別獲取左或右方向上的第三垂直激光線，在第三垂直激光線上選取一個或多個特征點作為C類基準點。

所述通過調整使水平激光線過D類基準點；第一垂直激光線、第二垂直激光線分別過A類和B類基準點的操作具體為：

打開第一激光標線儀，根據D類基準點調節支架到合適高度，使第一激光標線儀的水平激光線過D類基準點；

根據第二相機拍攝的A類、B類基準點圖片找出A類、B類基準點，打開第一激光標線儀的前后方向垂直激光線，使第一垂直激光線、第二垂直激光線分別過A類和B類基準點。

所述方法還包括：第二激光標線儀，

相應地，所述第一垂直激光線、第二垂直激光線分別過A類和B類基準點的操作具體為：

第二激光標線儀前后兩側垂直發出的激光線VL1'、VL2'與第一激光標線儀前后兩側的垂直激光線VL1、VL2重合，同時第二激光標線儀的垂直激光線部分VL1'、VL2'投射在地面上，第一激光標線儀在地面投射的激光點沿第二激光標線儀在地面投射的線而行，保證VL1'、VL2'分別與VL1、VL2重合。

所述方法還包括：第三激光標線儀，

相應地，移動支架位置，第一激光標線儀在第一垂直激光線和第二垂直激光線確定的面上移動，使得第三垂直激光線過C類基準點的操作具體為：

第三激光標線儀的一條垂直激光線經過C類基準點，移動支架時，使第一激光標線儀的第三垂直激光線與第三激光標線儀的激光線垂直即可。

本發明提供的技術方案的有益效果是：本發明在現有設備的基礎上，選取合適的設備進行組合，自主設計了一套合理的面向文物微小變化檢測的相機四點重定位方法，有效解決了相機重定位的問題，定位過程快，操作靈活，有如下優點：