[发明专利]图像匹配方法、装置和系统

权利要求书

1.一种图像匹配方法，包括：

扩展步骤，扩展原始参考图像为一个或多个扩展参考图像，其中，所述一个或多个扩展参考图像是将所述原始参考图像经过变形而获得的；

图像匹配步骤，将检测图像与包括所述原始参考图像和所述一个或多个扩展参考图像的候选参考图像进行图像匹配；

其中，所述扩展步骤包括：

将所述原始参考图像在一个或多个不同方向α₁、α₂……α_M上以s为压缩系数进行压缩而获得的、或是将所述原始参考图像在(α₁+90°)、(α₂+90°)……(α_M+90°)方向上以1/s为压缩系数进行放大而获得所述扩展参考图像，

其中，α₁、α₂……α_M是M个方向中的各个方向与图像横坐标正轴的夹角，M是正整数，s是预定压缩系数。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：

单应矩阵计算步骤，基于所述图像匹配的结果，计算所述检测图像与匹配的原始参考图像或扩展参考图像之间的单应矩阵；

成像方向角确定步骤，根据所述单应矩阵来确定所述检测图像的成像方向角；

选择步骤，基于所述成像方向角，在对连续的下一帧检测图像进行图像匹配的情况下，选择所述候选参考图像中与所述成像方向角对应的一个参考图像作为用于图像匹配的参考图像。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述图像匹配步骤包括：

在存在对上一帧检测图像得到的成像方向角的情况下，选择所述候选参考图像中与所述成像方向角对应的一个参考图像作为用于图像匹配的参考图像；

在不存在对上一帧检测图像得到的成像方向角的情况下，将所述原始参考图像作为用于图像匹配的参考图像；

提取所述检测图像和所述用于图像匹配的参考图像的图像特征；

基于所述图像特征，进行图像匹配。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述单应矩阵计算步骤包括：

调整步骤，在所述检测图像与所述扩展参考图像被图像匹配的情况下，在基于所述图像匹配的结果、计算所述检测图像与匹配的扩展参考图像之间的单应矩阵之后，根据所述扩展参考图像的扩展过程，调整所述单应矩阵为所述检测图像与所述原始参考图像之间的调整后单应矩阵。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述调整步骤包括；

其中，N_reg是调整后单应矩阵，N是所述检测图像与匹配的扩展参考图像之间的单应矩阵，α是所述匹配的扩展参考图像的压缩方向与图像横坐标正轴的夹角，s是所述匹配的扩展参考图像在所述压缩方向上的压缩系数。

6.根据权利要求2所述的方法，其中，所述成像方向角确定步骤包括：

根据所述单应矩阵与摄像机焦距和外参的水平轴和垂直轴方向的旋转向量以及摄像机外参的平移向量之间的关系，确定所述摄像机的旋转向量；

根据所述摄像机的旋转向量与所述成像方向角之间的关系，基于所述摄像机的旋转向量来确定所述成像方向角。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述单应矩阵与所述摄像机焦距和外参的水平轴和垂直轴方向的旋转向量以及摄像机外参的平移向量之间的关系包括：

其中，是单应矩阵，参数k是摄像机焦距，参数是摄像机外参的水平轴和垂直轴方向的旋转向量，参数是摄像机外参的平移向量，

其中，所述摄像机的旋转向量与所述成像方向角之间的关系包括：

其中，是成像方向角中的倾斜角，且θ是成像方向角中的方位角。