[发明专利]基于智能优化算法的直线光流场三维重建方法

权利要求书

1.一种基于智能优化算法的直线光流场三维重建方法，其特征是重建方 法为：使用一个固定摄像机拍摄场景中物体至少连续三帧的图像，形成图像 序列，提取场景中物体的直线轮廓，以直线作为特征；

在透视投影模型下，推导出在3D空间中运动刚体的直线轮廓运动参数与 其投影图像上二维直线的光流场之间的关系，并用直线光流方程组表达了这 种关系，建立三维重建算法的物理模型和数学模型；

数学模型如下：

ω1(b2+f2)cosα+ω2f2sinα-ω3bfsinα=-b′fcosαω1bsin2α-2ω2bcos2α-2fω3=-2fα′---(1)]]>

ω1[2bb′cosα-(b2+f2)α′sinα]+ω2f2α′cosα-ω3(b′fsinα+bfα′cosα)+ϵ1(b2+f2)cosα+ϵ2f2sinα-ϵ3bfsinα=b′fα′sinα-b′′fcosαω1(b′sin2α+2bα′cos2α)-2ω2(b′cos2α-bα′sin2α)+ϵ1bsin2α-2ϵ2bcos2α-2fϵ3=-2fα′′---(2)]]>

其中，直线空间坐标为(b，α)，直线一次光流空间坐标为(b′，α′)， 直线二次光流空间坐标为(b″，α″)，摄像机焦距为f，刚体连续三帧的 旋转运动参数分别为ω₁、ω₂和ω₃；

利用BP神经网络、线性神经网络、遗传算法、蚁群算法或最小粒子群算 法优化算法求解上述建立的直线光流场方程组，上述优化算法均采用递归迭 代方法，

根据上述优化算法各自的特点设计输入、输出和中间层，优化三维刚体 运动和结构参数，采用C++语言或Matlab语言编写算法的软件，在计算机上 实现上述算法，分析比较算法的优点和特点，并用仿真实验和真实实验验证 算法的有效性和计算效率，从而实现了基于智能优化算法的直线光流三维重 建系统。