[發(fā)明專利]拍攝裝置位姿估計方法、裝置、計算機(jī)設(shè)備和存儲介質(zhì)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110706712.5
• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113570660A
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孟強(qiáng);謝朝毅;謝亮;付偉
• 申請（專利權(quán)）人: 影石創(chuàng)新科技股份有限公司
• 主分類號: G06T7/70
• 分類號: G06T7/70;G06T7/80;G06K9/62;G06F17/16;G06F17/12
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 劉廣

本申請涉及一種拍攝裝置位姿估計方法、裝置、計算機(jī)設(shè)備和存儲介質(zhì)。所述方法包括：通過對獲取的三維點(diǎn)做主成分分析，確定世界坐標(biāo)系下的控制點(diǎn)以及將三維點(diǎn)由世界坐標(biāo)系下的控制點(diǎn)線性表出的第一線性系數(shù)；進(jìn)而確定在拍攝裝置坐標(biāo)系下控制點(diǎn)的第二線性表出；通過對第二線性表出對應(yīng)的線性方程組進(jìn)行求解，確定控制點(diǎn)在拍攝裝置坐標(biāo)下的零空間的基和距離約束，確定控制點(diǎn)在拍攝裝置坐標(biāo)下的控制點(diǎn)坐標(biāo)，根據(jù)控制點(diǎn)在拍攝裝置坐標(biāo)下的控制點(diǎn)坐標(biāo)和控制點(diǎn)在世界坐標(biāo)系下的控制點(diǎn)坐標(biāo)，確定世界坐標(biāo)系到拍攝裝置坐標(biāo)系的位姿坐標(biāo)變換。采用本方法能夠在確保數(shù)據(jù)處理的穩(wěn)定性和精度的基礎(chǔ)上，提高數(shù)據(jù)的處理效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及計算機(jī)視覺技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種拍攝裝置位姿估計方法、裝置、計算機(jī)設(shè)備和存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)

拍攝裝置位姿估計(Pose estimation)在計算機(jī)視覺領(lǐng)域扮演著十分重要的角色。拍攝裝置位姿估計方法的準(zhǔn)確性將直接影響到計算機(jī)視覺研究領(lǐng)域的視覺追蹤、攝影測量、拍攝裝置標(biāo)定等任務(wù)的完成質(zhì)量。

拍攝裝置位姿估計即PNP(Perspective-n-Point)問題，是通過世界坐標(biāo)系中的n個3D點(diǎn)的坐標(biāo)值和這n個3D點(diǎn)投影在拍攝裝置的單位焦平面(或者單位球面)上的2D坐標(biāo)值來計算世界坐標(biāo)系到拍攝裝置坐標(biāo)系的坐標(biāo)變換的問題。

在解決拍攝裝置位姿估計問題時，常采用P3P(Perspective-3-Point)，DLT(直接線性變換)、EPNP、UPNP、MRE等算法來實(shí)現(xiàn)；現(xiàn)有技術(shù)使用EPNP算法解決拍攝裝置位姿估計問題時，可以確保高穩(wěn)定性和高精度，但數(shù)據(jù)處理效率很低。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對上述技術(shù)問題，提供一種能夠在確保計算拍攝裝置位姿估計的穩(wěn)定性和精度的前提下，提高拍攝裝置位姿估計的數(shù)據(jù)處理效率的拍攝裝置位姿估計方法、裝置、計算機(jī)設(shè)備和存儲介質(zhì)。

一種拍攝裝置位姿估計方法，所述方法包括：

獲取世界坐標(biāo)系下的三維點(diǎn)；

通過對所述三維點(diǎn)做主成分分析，確定所述世界坐標(biāo)系下的控制點(diǎn)；

確定各所述三維點(diǎn)由世界坐標(biāo)系下的所述控制點(diǎn)線性表出的第一線性系數(shù)，以及各所述三維點(diǎn)由所述世界坐標(biāo)系下的各控制點(diǎn)線性表出的坐標(biāo)點(diǎn)；

根據(jù)所述第一線性表出系數(shù)、所述坐標(biāo)點(diǎn)以及所述坐標(biāo)點(diǎn)在拍攝裝置坐標(biāo)系下對應(yīng)的投影點(diǎn)，確定所述投影點(diǎn)由拍攝裝置坐標(biāo)系下所述控制點(diǎn)的第二線性表出；通過對所述第二線性表出對應(yīng)的齊次線性方程組進(jìn)行求解，確定所述控制點(diǎn)在拍攝裝置坐標(biāo)下的零空間的基和距離約束；

根據(jù)所述零空間的基和所述距離約束確定對應(yīng)的所述控制點(diǎn)在拍攝裝置坐標(biāo)下的控制點(diǎn)坐標(biāo)；

根據(jù)所述控制點(diǎn)在拍攝裝置坐標(biāo)下的控制點(diǎn)坐標(biāo)和所述控制點(diǎn)在所述世界坐標(biāo)系下的控制點(diǎn)坐標(biāo)，確定世界坐標(biāo)系到拍攝裝置坐標(biāo)系的位姿坐標(biāo)變換。

在其中一個實(shí)施例中，所述確定各所述三維點(diǎn)由世界坐標(biāo)系下的所述控制點(diǎn)線性表出的第一線性系數(shù)，以及各所述三維點(diǎn)由所述世界坐標(biāo)系下的各控制點(diǎn)線性表出的坐標(biāo)點(diǎn)，包括：

根據(jù)所述第一線性表出系數(shù)確定各所述三維點(diǎn)由各所述控制點(diǎn)線性表出的第一線性表出；

根據(jù)所述第一線性表出確定各所述三維點(diǎn)由所述世界坐標(biāo)系下的各控制點(diǎn)線性表出的坐標(biāo)點(diǎn)。

在其中一個實(shí)施例中，所述根據(jù)所述第一線性表出系數(shù)、所述坐標(biāo)點(diǎn)以及所述坐標(biāo)點(diǎn)在拍攝裝置坐標(biāo)系下對應(yīng)的投影點(diǎn)，確定所述投影點(diǎn)由拍攝裝置坐標(biāo)系下所述控制點(diǎn)的第二線性表出，包括：

根據(jù)所述坐標(biāo)點(diǎn)以及所述坐標(biāo)點(diǎn)在拍攝裝置坐標(biāo)系下對應(yīng)的投影點(diǎn)，確定所述坐標(biāo)點(diǎn)和所述投影點(diǎn)滿足的位置關(guān)系式；