[發明專利]基于局部特征的飛行器姿態跨視場估計方法及裝置

在審

• 申請號: 201910048352.7
• 申請日: 2019-01-18
• 公開（公告）號: CN109903336A
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 劉盛;沈康;王楊慶;馮緣;陳勝勇
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73;G06T7/55;G06T7/66;G06T7/80
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 楊天嬌

1.一種基于局部特征的飛行器姿態跨視場估計方法，所述飛行器上設置有對稱的標簽，在初始時飛行器位于初始相機的視場范圍內，其特征在于，所述基于局部特征的飛行器姿態跨視場估計方法，包括：

對場景內的所有深度相機進行標定，得到所有深度相機的內參、及各個深度相機相對于初始相機的轉換矩陣；

采用初始相機的視頻圖像作為輸入，進行標簽識別，根據標簽在圖像坐標系中的位置確定飛行器與初始相機的相對位置關系；

以所有深度相機的視頻圖像作為輸入，進行跨視場相機選取，將選取的深度相機的視頻圖像作為當前輸入幀；

對當前輸入幀進行特征點提取，計算當前相機姿態；

將當前相機姿態轉換為初始相機姿態；

根據飛行器與初始相機的相對位置關系，將相機姿態轉化為飛行器姿態。

2.如權利要求1所述的基于局部特征的飛行器姿態跨視場估計方法，其特征在于，所述以所有深度相機的視頻圖像作為輸入，進行跨視場相機選取，包括：

對于所有深度相機集合N中的深度相機n，相應的有RGB圖像f_iⁿ和深度圖前溯M幀，計算每幀時，各個深度相機的幀得分，幀得分表達為：

其中，

p(x,y)是深度圖在(x,y)位置滿足深度閾值H的深度得分，表示深度圖在(x,y)位置的深度值，h和w分別是當前幀的高和寬；

將每幀最大幀得分對應的深度相機，放入一個集合

根據最大幀得分從深度相機集合N中進行選擇最佳輸入相機n_i：

其中ψ(n)是一個比例計算函數，代表著深度相機n在集合中所占的比例。

3.如權利要求1所述的基于局部特征的飛行器姿態跨視場估計方法，其特征在于，所述將當前相機姿態轉換為初始相機姿態，包括：

所述將當前相機姿態轉換為初始相機姿態，根據如下公式進行轉換：

{R,t)＝T_ctc{R′,t′}

其中，T_ctc為切換前深度相機到切換后深度相機的變換矩陣，{R,t}為初始相機姿態，{R′,t′}為當前相機姿態。

4.如權利要求1所述的基于局部特征的飛行器姿態跨視場估計方法，其特征在于，所述根據飛行器與初始相機的相對位置關系，將相機姿態轉化為飛行器姿態，轉換公式如下：

T_p＝T_c×T-t_c

其中，T為飛行器與初始相機的相對位置關系，T_c為前一步驟計算的到的相機姿態，T_p為飛行器姿態，t_c為飛行器中心位置。

5.一種基于局部特征的飛行器姿態跨視場估計裝置，所述飛行器上設置有對稱的標簽，在初始時飛行器位于初始相機的視場范圍內，其特征在于，所述基于局部特征的飛行器姿態跨視場估計裝置，包括：

標定模塊，用于對場景內的所有深度相機進行標定，得到所有深度相機的內參、及各個深度相機相對于初始相機的轉換矩陣；

標簽識別模塊，用于采用初始相機的視頻圖像作為輸入，進行標簽識別，根據標簽在圖像坐標系中的位置確定飛行器與初始相機的相對位置關系；

相機選取模塊，用于以所有深度相機的視頻圖像作為輸入，進行跨視場相機選取，將選取的深度相機的視頻圖像作為當前輸入幀；

特征提取模塊，用于對當前輸入幀進行特征點提取，計算當前相機姿態；

姿態轉換模塊，用于將當前相機姿態轉換為初始相機姿態，根據飛行器與初始相機的相對位置關系，將相機姿態轉化為飛行器姿態。