[發明專利]一種PTAM攝像機跟蹤方法及裝置

有效

• 申請號: 201511023879.2
• 申請日: 2015-12-31
• 公開（公告）號: CN105513083B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 劉潔
• 申請（專利權）人: 新浪網技術（中國）有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 北京卓嵐智財知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11624
• 代理人: 任漱晨

1.一種并行式跟蹤與制圖PTAM攝像機跟蹤方法，其特征在于，所述方法包括：

根據攝像機輸入的圖像信息，獲取所述攝像機在當前圖像幀的估計姿態；

根據所述攝像機在當前圖像幀的估計姿態，將真實場景中已知位置的三維特征點投影到所述攝像機的圖像平面上，根據所述已知位置的三維特征點第一次觀測位置和當前攝像機位置之間的視角變化，對所述三維特征點對應的圖像畫片進行相應形變后，生成包含所述三維特征點的圖像搜索模板；通過改進的獨立二元魯棒初級特征I-BRIEF算法在所述三維特征點的圖像搜索模板中進行限定半徑的特征點匹配，計算所述攝像機在當前圖像幀的實際姿態；

利用所述攝像機在當前圖像幀的估計姿態和實際姿態進行匹配，獲取匹配結果；

利用所述匹配結果進行所述攝像機的姿態調整，以進行所述攝像機的圖像跟蹤，若確認攝像機圖像跟蹤丟失，則攝像機的系統搜索和當前圖像最相似的關鍵幀，然后再利用找到的所述最相似的關鍵幀，重新計算所述攝像機的姿態從而進行姿態調整，繼續進行所述攝像機的圖像跟蹤。

2.如權利要求1所述PTAM攝像機跟蹤方法，其特征在于，所述通過改進的獨立二元魯棒初級特征I-BRIEF算法在所述三維特征點的圖像搜索模板中進行限定半徑的特征點匹配的方法，包括：

輸入一個以特征點為中心的圖像面片；

在以所述特征點為中心的預設大小的圖像面片上選取一系列的由兩個像素位置組成的像素測試點對，這些測試點對組成一個測試點對集合；

在所述測試點對集合中選取一個點對，在該點對的每個點先局部平滑濾波，然后測試比較該點對的兩個像素的灰度值，獲取測次結果；對所述測試點對集合中每一個點對重復上述操作過程，然后將測試結果串聯在一起，組成對所述特征點的描述符；

輸出所述特征點的描述符，以根據所述描述符中的測次結果進行特征點匹配。

3.如權利要求2所述PTAM攝像機跟蹤方法，其特征在于，所述測次結果包括：暗、亮、相似，分別用二進制數01表示暗，二進制數10表示亮，二進制數00表示相似。

4.如權利要求1所述PTAM攝像機跟蹤方法，其特征在于，所述攝像機的姿態包括：攝像機的視角信息。

5.如權利要求1所述PTAM攝像機跟蹤方法，其特征在于，所述利用所述匹配結果進行所述攝像機的姿態調整，以進行所述攝像機的圖像跟蹤，具體包括：

根據所述匹配結果中每幀圖像中三維特征點在圖像平面投影中特征點匹配的正確率，估計所述攝像機的跟蹤質量，根據跟蹤質量進行所述攝像機的姿態調整：

如果正確匹配的正確率大于或等于預置的第一閾值，則確認跟蹤質量好，不進行姿態調整，跟蹤照常進行；

如果正確匹配的正確率低于預置的第一閾值且不低于預置的第二閾值，則確認跟蹤質量一般，不進行姿態調整，跟蹤照常進行，但是不允許再向跟蹤的圖像中添加新的關鍵幀，其中，所述第一閾值高于所述第二閾值；

如果正確匹配的正確率低于預置的第二閾值，則確認跟蹤質量差，根據匹配正確的特征點進行所述攝像機的姿態調整；如果連續預置數量的多個圖像幀的跟蹤質量均為差，則確認圖像跟蹤丟失。