[发明专利]一种基于混合摄像机的室内场景定位方法

权利要求书

1.一种基于混合摄像机的室内场景定位方法，包括如下步骤：

(1)利用RGB-D混合摄像机拍摄室内场景，获得一路RGB图像序列和一路深度图像序列；

(2)提取深度图像序列每一帧图像中每个像素点的深度信息，实时产生室内场景的三维点云图并实时计算出混合摄像机参数；

(3)提取RGB图像序列每一帧图像中每个像素点的RGB信息并结合对应的深度信息，计算出每个像素点的特征值；进而根据实时的混合摄像机参数计算出RGB图像序列每一帧图像中每个像素点的世界坐标；

(4)根据各像素点的特征值和世界坐标，利用标准贪婪森林训练算法构建随机回归森林模型；

(5)针对当前利用RGB-D混合摄像机在室内拍摄得到一帧包含RGB和深度信息的场景图像，计算出该场景图像中每个像素点的特征值输入至所述的随机回归森林模型中得到对应的世界坐标；

(6)对场景图像中的像素点进行分组，利用每组像素点的世界坐标以及摄像机坐标计算出一个当前摄像机的世界坐标；遍历各组得到多个当前摄像机的世界坐标，并从中选出最优的一个作为当前视点的位置信息。

2.根据权利要求1所述的室内场景定位方法，其特征在于：所述的步骤(2)中根据以下算式实时计算混合摄像机参数：

Mopt=argminMΣi=1Tωi((M·si-di)·ni)2]]>

其中：M_opt为当前的混合摄像机参数，M为混合摄像机姿态的变换矩阵且M＝[R|t]，其由混合摄像机的旋转矩阵R和平移向量t组成；s_i和d_i分别为前一帧三维点云图和当前帧三维点云图中第i个点的坐标，n_i为坐标d_i处的切平面法向量，ω_i为当前帧三维点云图中第i个点所对应的权重系数，T为深度图像的像素总数。

3.根据权利要求1所述的室内场景定位方法，其特征在于：所述的步骤(3)中根据以下算式计算每个像素点的特征值：

其中：f(p)为任一帧RGB图像中第p个像素点的特征值，为向上取整函数，D(p)为任一帧RGB图像中第p个像素点对应的深度值，δ₁和δ₂均为二维偏移量，c₁和c₂均表示RGB任一分量，表示任一帧RGB图像中第个像素点在c₁分量上的颜色值，表示任一帧RGB图像中第个像素点在c₂分量上的颜色值。

4.根据权利要求1所述的室内场景定位方法，其特征在于：所述的步骤(4)中，以特征值作为自变量，世界坐标作为因变量，利用标准贪婪森林训练算法构建随机回归森林模型。

5.根据权利要求1所述的室内场景定位方法，其特征在于：所述的步骤(6)中像素点的摄像机坐标即利用混合摄像机的内参数结合像素点的深度值计算求得。

6.根据权利要求1所述的室内场景定位方法，其特征在于：所述的步骤(6)中，利用每组像素点的世界坐标以及摄像机坐标通过奇异值分解算法计算出一个当前摄像机的世界坐标。

7.根据权利要求1所述的室内场景定位方法，其特征在于：所述的步骤(6)中，遍历得到多个当前摄像机的世界坐标后，利用RANSAC算法从中选出最优的一个作为当前视点的位置信息。