[發明專利]一種保證準確性的車輛運動狀態估計方法

有效

• 申請號: 201710269892.9
• 申請日: 2017-04-24
• 公開（公告）號: CN107123128B
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 張帥;岳文靜;陳志;白園
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G06T7/207
• 分類號: G06T7/207;G06T7/246
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

1.一種保證準確性的車輛運動狀態估計方法，其特征在于，包括：

步驟一、特征提取：首先，根據裝載于車輛上的視頻攝像機，獲得以幀為單位的待分析視頻圖像數據，每一幀視頻圖像對應一個二維點陣；然后，提取當前幀中圖像特征點集合，采用光流算法計算當前幀圖像特征點在下一幀圖像中對應特征的位置，獲得關于當前幀圖像和下一幀圖像中的特征點對集合；之后，反向使用光流算法過濾掉特征點對集合中的噪聲數據；

步驟二、數據分析：首先，采用隨機采樣一致算法和八點算法相結合，從步驟一得到的特征點對集合中求得一個基本矩陣；然后，通過多次迭代采樣過程，將所得的基本矩陣按對整個特征點對集合的匹配程度由高到低排序，并根據視頻攝像機的固有參數求得本質矩陣；之后，對所得本質矩陣做分解，求解對應的運動方向向量與旋轉矩陣；

步驟三、結果驗證：對求得的運動方向向量與旋轉矩陣進行校驗，確定最終的車輛運動狀態估計結果；

其中步驟二中求得本質矩陣的具體步驟如下：

步驟41)、在集合S和S′中隨機選取8組對應點，分別記為(x_l,y_l)和(x′_l,y′_l)，l∈[1,8]，構造一個矩陣A:

步驟42)、對矩陣A進行分解得到A＝U_AD_AV_A，具體步驟如下：

步驟421)計算矩陣B＝A^TA；

步驟422)初始化特征向量矩陣V_A為9×9的單位矩陣，其中單位矩陣是指主對角線上元素全為1，其余元素為0的矩陣；

步驟423)在矩陣B中找到除主對角線外絕對值最大的元素b_rc，其中b_rc是指矩陣B中第r行第c列的元素，根據公式求得計算矩陣H，H是一個旋轉矩陣，其中余下元素中主對角線元素為1，非對角線元素為0；

步驟424)迭代計算B←H^TBH，V_A←HV_A，若此時B中除主對角線上的元素外絕對值最大的元素大于閾值th_B，則返回步驟423)繼續迭代，否則此時B中主對角元素就是矩陣A^TA的特征值，對應列的矩陣V_A中的列向量就是對應的特征向量；將特征值按絕對值大小依次排列，記為λ₁,λ₂,…,λ₉，對應的特征向量為s₁,s₂,…,s₉；得到D_A＝diag(λ₁,λ₂,…,λ₉)，V_A＝(s₁,s₂,…,s₉)；

步驟425)計算得到矩陣U_A＝(w₁,w₂,…,w₈)，得到A＝U_AD_AV_A；

步驟43)、選取V_A的第9列作為向量s：

s＝[s₁ s₂ s₃ s₄ s₅ s₆ s₇ s₈ s₉]^T

步驟44)、計算得到基本矩陣F′：

步驟45)、計算矩陣其中，f_x、f_y為視頻攝像機的焦距；x₀、y₀是視頻攝像機相對于成像平面的主點坐標，w為坐標軸傾斜參數，理想狀態下為0；

步驟46)計算求得本質矩陣E＝K^TF′K。