[發明專利]已知相對旋轉角度條件下的像機相對運動估計方法

有效

• 申請號: 202110596663.4
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113048985B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 關棒磊;譚澤;李璋
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G01C21/16;G06F17/16;G06T7/262;G06T7/70
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

1.一種已知相對旋轉角度條件下的像機相對運動估計方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取像機拍攝的第一視圖和第二視圖中至少兩個仿射匹配點對，選擇第j個所述仿射匹配點對建立世界參考系；所述世界參考系的原點為第j個所述仿射匹配點對在三維空間中的位置，所述世界參考系的坐標軸方向與所述第一視圖方向一致；

獲取所述第一視圖和所述第二視圖之間的第一位姿關系，獲取所述第一視圖和所述世界參考系的第二位姿關系，以及獲取第二視圖和所述世界參考系的第三位姿關系；所述第一位姿關系、所述第二位姿關系以及所述第三位姿關系中均包括旋轉矩陣和平移向量；

對所述旋轉矩陣和所述平移向量進行參數化，以及根據所述第一視圖和所述第二視圖之間的相對旋轉角度，確定所述旋轉矩陣對應未知數的旋轉參數約束；

采用參數化后的所述旋轉矩陣和所述平移向量表示所述第一位姿關系以及獲取對應的本質矩陣；

獲取由第j個所述仿射匹配點確定的所述本質矩陣與所述仿射匹配點中仿射匹配矩陣對應的兩個仿射變換約束，獲取其他所述仿射匹配點確定的所述第一視圖和所述第二視圖的一個對極幾何約束以及所述本質矩陣與所述仿射匹配點中仿射匹配矩陣對應的兩個仿射變換約束；

根據第j個所述仿射匹配點對應的兩個仿射變換約束，以及其他所述仿射匹配點確定的一個對極幾何約束和兩個仿射變換約束，求解得到所述旋轉矩陣和所述平移向量，根據所述旋轉矩陣和所述平移向量確定像機相對運動關系。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，根據所述第一視圖和所述第二視圖之間的相對旋轉角度，確定所述旋轉矩陣對應未知數的旋轉參數約束，包括：

獲取對所述旋轉矩陣進行參數化得到的所述旋轉矩陣為：

其中，是四元數齊次向量，R表示第一位姿關系對應的旋轉矩陣；

根據所述第一視圖和所述第二視圖之間的相對旋轉角度，確定所述旋轉矩陣對應未知數的旋轉參數約束為：

其中，表示相對旋轉角度。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用參數化后的所述旋轉矩陣和所述平移向量表示所述第一位姿關系以及獲取對應的本質矩陣，包括：

獲取對所述平移向量進行參數化得到的所述第二位姿關系中平移向量和所述第三位姿關系中平移向量分別為：

其中，表示所述第二位姿關系中平移向量，表示所述第二位姿關系中平移向量參數化的未知深度參數，表示第一視圖中歸一化齊次圖像坐標的單位向量，表示第三位姿關系中平移向量，表示第三位姿關系中平移向量的未知深度參數，表示第二視圖中歸一化齊次圖像坐標的單位向量；

采用參數化后的所述旋轉矩陣和所述平移向量表示所述第一位姿關系為：

其中，表示第一位姿關系中的平移向量，I表示單位矩陣，R表示第一位姿關系對應的旋轉矩陣；

以及獲取對應的本質矩陣為：

其中，E表示本質矩陣，表示反對稱矩陣。

4.根據權利要求3所述的方法，特征在于，所述對極幾何約束為：

其中，為第一視圖和第二視圖中同名點對的歸一化齊次圖像坐標；

所述仿射變換約束為：

其中，下標(1:2)表示前兩個方程式，表示歸一化齊次圖像坐標對應的局部仿射變換矩陣。