[發明專利]基于每個相機位置優化的實體場景建模方法和系統

有效

• 申請號: 201710050717.0
• 申請日: 2017-01-23
• 公開（公告）號: CN106846467B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 肖東晉;張立群;劉順宗
• 申請（專利權）人: 阿依瓦（北京）技術有限公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 上海智晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 張東梅

1.一種用于實體場景建模的方法，包括：

獲取真實場景的多幀二維圖像；

確定當前圖像是否為關鍵幀圖像，其中所述關鍵幀圖像的相機位置與其他關鍵幀圖像的相機位置的距離大于一定閾值；

如果當前圖像是關鍵幀圖像，則獲取所有關鍵幀圖像的優化前的相機位姿和地圖點的三維坐標；

確定所述地圖點的實際投影坐標與計算投影坐標之間的誤差；

基于所述誤差動態調整所述地圖點的權重；

基于所述權重優化相機位姿和地圖點的三維坐標，得到優化后的相機位姿和地圖點的三維坐標，其中通過LM算法計算優化后的相機位姿和地圖點的三維坐標，其中雅可比矩陣為其中μ_ij是所述地圖點的權重，x_ij是地圖點的三維坐標，P是參數向量。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述多幀二維圖像是所述真實場景在不同相機位姿下的投影。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，當所述誤差大于設定閾值時，縮小所述地圖點的權重；當所述誤差小于等于設定閾值時，增加所述地圖點的權重。

4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，當所述誤差大于設定閾值時，縮小所述地圖點的權重μ，使得μ＝μ·(1-f)，其中0＜f＜1；當所述誤差小于等于設定閾值時，增加所述地圖點的權重μ，使得μ＝μ·(1+f)，其中0＜f＜1。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，預先設定N個閾值T₁至T_N，其中0T₁T₂…T_m…T_N，

當滿足所述誤差∈[0,T₁)時，以比例γ₁改變該所述地圖點的權重μ，即μ＝μ·γ₁；

當滿足所述誤差∈[T₁,T₂)時，以比例γ₂改變所述地圖點的權重μ，即μ＝μ·γ₂；以此類推

當滿足所述誤差∈[T_m-1,T_m)時，以比例γ_m改變所述地圖點的權重μ，即μ＝μ·γ_m；以此類推

當滿足所述誤差∈[T_N-1,T_N)時，以比例γ_N改變所述地圖點的權重μ，即μ＝μ·γ_N，其中γ₁＞γ₂＞…＞1＞γ_m＞…＞γN。

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，通過三角法得到優化前的關鍵幀圖像的相機位姿和地圖點的三維坐標。

7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，對于所述多幀二維圖像中的關鍵幀圖像，所述地圖點在該幀圖像中的實際投影坐標為(u,v)；所述地圖點的優化前的三維坐標在優化前的相機位姿中的計算投影坐標為(u',v')，實際投影坐標(u,v)與計算投影坐標(u',v')之間的誤差為：

e＝(u’-u)²+(v’-v)²。

8.一種用于實體場景建模的系統，包括：

準備單元，用于基于真實場景的多幀二維圖像獲取優化前的相機位姿和地圖點的三維坐標；

優化單元，使用光束平差對相機位姿和地圖點三維坐標進行優化；

更新單元，用于獲取優化后的相機位姿和地圖點的坐標，

其中所述優化單元確定所述地圖點的實際投影坐標與計算投影坐標之間的誤差；基于所述誤差動態調整所述地圖點的權重；基于所述權重優化相機位姿和地圖點的三維坐標，得到優化后的相機位姿和地圖點的三維坐標，通過LM算法計算優化后的相機位姿和地圖點的三維坐標，其中雅可比矩陣為其中μ_ij是所述地圖點的權重，x_ij是地圖點的三維坐標，P是參數向量。