[發明專利]基于圖像序列的空間目標三維姿態估計方法

有效

• 申請號: 201810117595.7
• 申請日: 2018-02-06
• 公開（公告）號: CN108320310B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 張亞洲;張海瑩;周楠;武京
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 劉景祥

1.基于圖像序列的空間目標三維姿態估計方法，其特征在于，該方法的具體過程為：

步驟1、對觀測圖像進行預處理；

步驟2、對空間目標的三維姿態進行圖像采集，獲得目標匹配圖像庫；

步驟3、采用尺度不變特征算法對步驟1預處理后的觀測圖像和步驟2目標匹配圖像庫中的圖像進行匹配，篩選獲得最相近的圖像；

步驟4、反向求出空間目標的三維姿態參數值，輸出空間目標的姿態角；

步驟3所述采用尺度不變特征算法對預處理后的觀測圖像和目標匹配圖像庫中的圖像進行匹配的具體過程為：

步驟3-1、采用尺度不變特征算法對預處理后的觀測圖像進行特征向量提取；

步驟3-2、將特征向量與目標匹配圖像庫中的任意一幅圖像進行匹配；

步驟3-3、定義匹配成功率，將匹配成功率儲存在矩陣中；

步驟3-4、計算矩陣的最大值，獲得觀測圖像與目標匹配圖像庫中的圖像的匹配成功率值；

步驟3-5、矩陣最大值所在矩陣的列數即為在圖像序列中的最相似圖像的次序數，獲得最相似圖像；

對于觀測圖像進行SIFT算法的特征向量提取，提取出p_const個點，與目標圖像庫中的任意一幅圖像匹配，設為第i幅圖像，那么匹配后有p_i個點成功匹配，其中i＝1,2,…,n，n為圖像匹配庫中圖像總個數，且p_i≤p_const，那么定義第i幅圖像的匹配成功率將匹配成功率儲存在一個1×n維矩陣A中，那么矩陣A就包含了所有匹配結果信息，并且a_i越大，目標圖像與觀測圖像越相似；求出矩陣A的最大值，就得到了目標圖像與觀測圖像的匹配成功率，而矩陣A最大值所在矩陣A的列數就代表最相似圖像在圖像匹配庫這個圖像序列的次序。

2.根據權利要求1所述的基于圖像序列的空間目標三維姿態估計方法，其特征在于，步驟1所述對觀測圖像進行預處理，是對觀測圖像進行降噪或增強處理。

3.根據權利要求1所述的基于圖像序列的空間目標三維姿態估計方法，其特征在于，步驟2所述獲得目標匹配圖像庫的具體過程為：

獲得一個空間目標的3D模型，對3D模型定義初始三維姿態參數值(0,0,0)，改變初始三維姿態參數值(0,0,0)，進行模型庫的構建，獲得目標匹配圖像庫。