[發明專利]基于雙目相機的空間定位方法及裝置

有效

• 申請號: 201710859338.6
• 申請日: 2017-09-21
• 公開（公告）號: CN107705333B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 李舜銘;戴天榮;任玉川;曹進喜;宋浩冉
• 申請（專利權）人: 歌爾股份有限公司
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73;G06T7/55
• 代理公司: 北京太合九思知識產權代理有限公司 11610
• 代理人: 劉戈

本發明公開了基于雙目相機的空間定位方法及裝置。該方法包括：獲取雙目相機在第一時刻采集到的第一幀圖像；對從所述第一幀圖像中提取出的第一特征點進行三維空間點重建，以得到所述第一特征點在基準坐標系下的第一三維坐標；獲取所述雙目相機在第二時刻采集到的第二幀圖像，所述第一時刻早于所述第二時刻；從所述第二幀圖像中提取出與所述第一特征點匹配的第二特征點，并獲取所述第二特征點在像平面坐標系下的第一二維坐標；根據所述第一特征點的第一三維坐標及所述第二特征點的第一二維坐標，計算所述雙目相機從所述第一時刻到所述第二時刻的位姿變化。本發明實施例能夠降低造價成本、增大可支持的移動范圍。

技術領域

本發明涉及定位技術領域，尤其涉及一種基于雙目相機的空間定位方法及裝置。

背景技術

目前，虛擬現實(Virtual Reality，縮寫為VR)技術越來越被應用于現實生活中，使用戶能夠身臨其境地融入到虛擬世界之中。

現有的VR空間定位技術主要是依靠外部的激光塔掃射虛擬現實設備上的標定點以實現空間定位。但是，由于其需要外部的定位設備(激光塔)導致虛擬現實設備中有效使用空間有限(通常5m×5m)且造價高昂。同時，在使用中意外觸碰定位設備使其位置發生改變時，還需要根據新的位置對整個定位系統重新進行初始化。

可見，現有技術中的VR空間定位技術存在成本高、可支持的移動范圍小、系統穩定性差等問題。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供一種基于雙目相機的空間定位方法及裝置，不僅造價成本低、可支持的移動范圍大，還具有較強的系統穩定性。

本發明提供一種基于雙目相機的空間定位方法，該方法，包括：獲取雙目相機在第一時刻采集到的第一幀圖像；對從所述第一幀圖像中提取出的第一特征點進行三維空間點重建，以得到所述第一特征點在基準坐標系下的第一三維坐標；獲取所述雙目相機在第二時刻采集到的第二幀圖像，所述第一時刻早于所述第二時刻；從所述第二幀圖像中提取出與所述第一特征點匹配的第二特征點，并獲取所述第二特征點在像平面坐標系下的第一二維坐標；根據所述第一特征點的第一三維坐標及所述第二特征點的第一二維坐標，計算所述雙目相機從所述第一時刻到所述第二時刻的位姿變化。

可選地，所述雙目相機包括左相機和右相機，所述雙目相機采集到的所述第一幀圖像包括：左視圖像和右視圖像；以及所述對從所述第一幀圖像中提取出的第一特征點進行三維空間點重建，以得到所述第一特征點在基準坐標系下的第一三維坐標，包括：根據所述左視圖像和所述右視圖像，采用三角化計算方法重建所述第一特征點在相機坐標系下的第二三維坐標；獲取所述第一時刻時所述雙目相機在基準坐標系下的位姿信息；基于所述位姿信息，通過坐標轉換算法將所述第二三維坐標轉換為基準坐標系下的所述第一三維坐標。

可選地，所述對從所述第一幀圖像中提取出的第一特征點進行三維空間點重建，以得到所述第一特征點在基準坐標系下的第一三維坐標，還包括：根據所述第二三維坐標，確定所述第一特征點的深度信息；若所述深度信息大于深度閾值，則采用反向深度參數化規則和卡爾曼濾波器對所述第二三維坐標進行優化，得到優化后的所述第二三維坐標；并且，基于所述位姿信息，通過坐標轉換算法將所述第二三維坐標轉換為基準坐標系下的所述第一三維坐標，包括：基于所述位姿信息，通過坐標轉換算法將優化后的所述第二三維坐標轉換為基準坐標系下的所述第一三維坐標。

可選地，所述根據所述第一特征點的第一三維坐標及所述第二特征點的第一二維坐標，計算所述雙目相機從所述第一時刻到所述第二時刻的位姿變化，包括：采用預設投影矩陣計算所述第一三維坐標投影至所述第二幀圖像后得到的第二二維坐標；若所述第二二維坐標與所述第一二維坐標的第一誤差小于或等于第一閾值，則基于所述投影矩陣確定出所述位姿變化；若所述第一誤差大于所述第一閾值，則基于所述第一誤差修改所述投影矩陣中的元素值直至采用修改后的投影矩陣計算得到的第二二維坐標與所述第一二維坐標的第一誤差小于或等于所述第一閾值為止；并基于修改后的所述投影矩陣確定出所述位姿變化。