[發明專利]一種多圖像間特征點匹配方法

有效

• 申請號: 202010199016.5
• 申請日: 2020-03-20
• 公開（公告）號: CN111429493B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 紀剛;杜靖;王云修;安帥
• 申請（專利權）人: 青島聯合創智科技有限公司
• 主分類號: G06T7/33
• 分類號: G06T7/33;G06T3/60;G06V10/74
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙) 37104
• 代理人: 于正河

1.一種多圖像間特征點匹配方法，其特征在于：其具體工藝步驟如下：

步驟一，利用手機陀螺儀數據計算每張圖像的旋轉矩陣，具體過程為：以與地面平行的正北方向為X軸、與地面平行的X軸垂直方向為Y軸、與地面垂直的方向為Z軸建立世界坐標系，世界坐標系且為左手坐標系；同時以手機坐標系為局部坐標系，手機畫面為X-Y平面，手機畫面左上角為坐標原點，畫面高為X軸，寬為Y軸，手機主光軸為Z軸，且為左手坐標系；從陀螺儀中讀取手機坐標軸與世界坐標軸的夾角，設兩個坐標系X軸、Y軸、Z軸之間分別為α，β，γ，手機坐標系轉換到世界坐標系的旋轉矩陣為：

步驟二，利用旋轉矩陣計算圖像視角方向，具體過程為：由于手機坐標系Z軸方向為主光軸方向，計算圖像視角方向即為計算手機坐標系Z軸在世界坐標系下的方向；設手機坐標系Z軸方向為Z_c，則：

Z_c＝R×[0?0?1]^T

計算得到的Z_c即為圖像視角方向；

步驟三，計算各圖像視角方向間的夾角，具體過程為：設兩張圖像視角分別為Z_c1、Z_c2，圖像視角方向間的夾角為Alg，則：

步驟四，根據夾角大小篩選初始圖像對，得到預選圖像對，具體過程為：設閾值T＝60°，對所有的圖像對進行閾值判定，當兩張圖視角方向間的夾角AlgT時，則判定這兩張圖有可能匹配，這兩張圖即被認定為預選圖像對；

步驟五，利用現有漢明距離以及最近鄰搜索算法匹配預選圖像對的特征點，得到特征點匹配關系；

步驟六，根據幾何約束篩選特征點匹配關系，得到高匹配精度的特征點。

2.根據權利要求1所述的多圖像間特征點匹配方法，其特征在于：述步驟五的具體過程為：經步驟四篩選得到的預選圖像對后，對每個圖像對進行特征點匹配，采用漢明距離進行特征點距離度量，匹配策略采用最近鄰搜索方式，得到圖像對的特征點匹配關系。

3.根據權利要求2所述的多圖像間特征點匹配方法，其特征在于：述步驟六的具體過程為：利用RANSAC算法計算特征點的基礎矩陣F，設任一特征點對為(P₁,P₂)，則該特征點對的匹配誤差為：

err＝P₁FP₂

設誤差閾值T_e為平均誤差的兩倍，將匹配誤差大于T_e的特征點對剔除，利用剩下的特征點計算新的基礎矩陣，進行迭代計算直到剔除的特征點對少于總數的1/10；經過幾何約束的篩選，剩余的特征點具有更高的匹配精度。