[發(fā)明專利]一種基于非精確線搜索的圖像定位方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210549972.0
• 申請(qǐng)日: 2022-05-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114937082A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮冠元;程斐豪;蔣振剛;師為禮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)春理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/73
• 分類號(hào): G06T7/73;G06F16/532;G06F16/583
• 代理公司: 長(zhǎng)春眾邦菁華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 22214
• 代理人: 尹慶娟

1.一種基于非精確線搜索的圖像定位方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：將查詢圖像與數(shù)據(jù)庫(kù)圖像之間進(jìn)行特征匹配，并計(jì)算獲得n_data數(shù)據(jù)庫(kù)圖像對(duì)應(yīng)的n_data個(gè)特征點(diǎn)匹配率

步驟二：根據(jù)步驟一獲得的n_data個(gè)特征點(diǎn)匹配率查找數(shù)據(jù)庫(kù)圖像中與查詢圖像的匹配的圖像，并計(jì)算誤差函數(shù)中的權(quán)值；步驟一得到了n_data個(gè)特征點(diǎn)匹配率根據(jù)特征點(diǎn)匹配率匹配由大到小的關(guān)系，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)圖像進(jìn)行排序，選擇排序結(jié)果中最靠前的n_near幅數(shù)據(jù)庫(kù)圖像作為查詢圖像的匹配圖像，對(duì)于最靠前的的n_near幅數(shù)據(jù)庫(kù)圖像，根據(jù)圖像之間的匹配特征點(diǎn)數(shù)，根據(jù)公式(1)構(gòu)造出定位誤差函數(shù)中的權(quán)值w_i，構(gòu)建權(quán)值矩陣：

其中：為第j幅數(shù)據(jù)庫(kù)圖像與查詢圖像之間的SURF特征點(diǎn)匹配數(shù)；

步驟三：設(shè)置非精確線搜索方法的初值，設(shè)最大迭代次數(shù)k_max＝2000，精度閾值σ＝10^-5，搜索步長(zhǎng)d＝0.5，迭代計(jì)數(shù)值k＝1，放大系數(shù)γ＝0.4，查詢相機(jī)的位置初值根據(jù)公式(2)設(shè)置為

其中：為第i幅數(shù)據(jù)庫(kù)圖像的拍攝位置向量；

步驟四：設(shè)置累計(jì)值s_k和步數(shù)值t_m，并對(duì)其設(shè)置初值s₁＝0，t₁＝0；

步驟五：根據(jù)步驟二獲得的權(quán)值矩陣構(gòu)造公式(3)的定位誤差函數(shù)f_e：

其中：為查詢圖像位置的迭代更新值，k的初始值為1；

是第i幅匹配數(shù)據(jù)庫(kù)圖像的拍攝位置向量，位置向量包含于數(shù)據(jù)庫(kù)圖像的拍攝位置矩陣P_D中；

根據(jù)公式(4)計(jì)算函數(shù)f_e在處的梯度向量g：

根據(jù)梯度向量g確定搜索方向向量s＝-g；計(jì)算搜索方向向量的范數(shù)s_n＝||s||；將搜索方向向量的范數(shù)s_n與精度閾值σ進(jìn)行對(duì)比，如果s_n≤σ，則執(zhí)行步驟八；如果s_n＞σ，則執(zhí)行步驟六。

步驟六：如果t_m＞20，則執(zhí)行步驟八；如果t_m≤20，判斷和數(shù)值大小，如果函數(shù)的值小于則將t_m的值賦予s_k，并執(zhí)行步驟七；如果函數(shù)的值大于等于則將t_m的值加1后再執(zhí)行步驟七；

步驟七：對(duì)查詢相機(jī)的位置進(jìn)行更新，并將迭代計(jì)數(shù)值k加1，如果k≥k_max，則執(zhí)行步驟八，如果k＜k_max，執(zhí)行步驟四；

步驟八：將迭代更新后的相機(jī)位置確定為查詢相機(jī)的位置，即

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于非精確線搜索的圖像定位方法，其特征在于，步驟一所述的計(jì)算獲得n_data數(shù)據(jù)庫(kù)圖像對(duì)應(yīng)的n_data個(gè)特征點(diǎn)匹配率具體為：

分別對(duì)查詢圖像和數(shù)據(jù)庫(kù)圖像進(jìn)行提取SURF特征點(diǎn)，并在查詢圖像與數(shù)據(jù)庫(kù)圖像之間進(jìn)行特征點(diǎn)匹配，數(shù)據(jù)庫(kù)圖像的總數(shù)為n_data，則通過(guò)公式(5)計(jì)算得到n_data個(gè)特征點(diǎn)匹配率

其中：為第i幅數(shù)據(jù)庫(kù)圖像與查詢圖像之間的SURF特征點(diǎn)匹配數(shù)；

n_q為查詢圖像中提取出的SURF特征點(diǎn)總數(shù)。