[發明專利]一種面向RGBD數據流的相機位姿估計方法

有效

• 申請號: 201611046495.7
• 申請日: 2016-11-23
• 公開（公告）號: CN106780576B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 齊越;韓尹波;王晨;李宏毅
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06T7/33
• 分類號: G06T7/33;G06T7/70
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;顧煒

1.一種面向RGBD數據流的相機位姿估計方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟(1)、對原始RGBD數據流中的深度數據作預處理操作，得到平滑的深度數據；同時對原始RGBD數據流中的RGB圖像去模糊；

步驟(2)、對平滑的深度數據，根據相機內部參數，將所述深度數據中的每一個像素點的深度轉化為相機坐標系下的三維坐標；利用相鄰像素的三維坐標值計算每一個像素對應的三維點云的法向量；由所述三維坐標和法向量構成三維點云映射圖；

步驟(3)、對于當前幀和上一幀的兩組三維點云映射圖，利用當前估計的相機位姿和上一幀的相機位姿，將當前幀三維點云映射圖中每一個像素的三維點云坐標P1轉化到上一幀相機坐標系下的坐標，再利用相機內部參數投影到像素坐標系下，獲得上一幀三維點云映射圖中對應像素坐標的點云數據P2；將P1與P2分別計算在世界坐標系下的三維坐標和法向量以及顏色值，其中三維坐標的距離、法向量的夾角及顏色的差值均在設定閾值范圍內的對應點對視為匹配；

步驟(4)、將兩幀三維點云映射圖之間的相機變換矩陣表示為六個參數，根據點到平面的距離誤差函數，利用步驟(3)所得的對應點對構造系數矩陣，求解所述六個參數的線性方程組，將所述六個參數轉化為當前估計的兩幀三維點云映射圖之間的相機變換矩陣；

步驟(5)、根據步驟(4)所得的兩幀三維點云映射圖之間的相機變換矩陣，及上一幀的相機位姿，估計當前幀的相機位姿，再將估計的當前相機位姿代回到步驟(3)中，迭代步驟(3)～(4)直到設定次數或誤差在設定范圍內。

2.根據權利要求1所述的面向RGBD數據流的相機位姿估計方法，其特征在于：所述(1)中，預處理操作包括閾值分割和濾波去噪，所述濾波去噪采用快速雙邊濾波，對帶有噪聲的深度數據進行濾波去噪；對RGBD數據流中帶有運動模糊的RGB圖像通過維納濾波進行去模糊操作。

3.根據權利要求1所述的面向RGBD數據流的相機位姿估計方法，其特征在于：所述(5)中，迭代步驟(3)～(4)的次數為6次。