[发明专利]一种无需相机标定的主动式位姿快速重定位方法

说明书

一种无需相机标定的主动式位姿快速重定位方法：判断是否符合设定的重定位标准，如果符合重定位标准，结束流程；否则进入下一步骤：计算单应变换矩阵H，是提取当前图像与参考图相匹配的特征点对，根据所提取的特征点对计算单应变换矩阵H；根据求解后的单应变换矩阵H动态更新指示框；根据动态更新后的指示框，提到调整控制摄像机六个自由度运动的指标，所述的六个自由度包括：抬头/低头、左转/右转、左摆/右摆、左移/右移、上移/下移、前移/后移；根据调整控制摄像机六个自由度运动的指标进行相机位姿调整；重复步骤上述过程，直到符合重定位标准，结束。本发明实时性好、灵活性高、定位精度较高、对光照条件不敏感、适用于室内外各种工作环境。

技术领域

本发明涉及一种位姿快速重定位方法。特别是涉及一种无需相机标定的主动式位姿快速重定位方法。

背景技术

(1)SIFT:Scale Invariant Feature Transform的简称，一种计算机视觉中的算法。用来侦测与描述图像中的局部性特征。它在空间尺度中寻找极值点并提取出其位置、尺度、旋转不变量。局部影像特征的描述与侦测可以帮助辨识物体，SIFT特征是基于物体上的一些局部外观的兴趣点而与影像的大小和旋转无关。对于光线、噪声、一些视角改变的容忍度也相当高。对于这些特性，它们是高度显著而且相对容易获得的。使用SIFT特征描述对于部分物体遮蔽的侦测率也相当高，甚至只需要3个以上的SIFT物体特征就足以计算出位置与方位，辨识速度也可接近即时运算。

(2)DLT(参见文献[1])：Direct Linear Transform的简称，一个用于解决包含尺度问题的最小二乘问题的算法，通过DLT法求出初值，再用牛顿法迭代求解。简单来说，就是通过两张图像矩阵，求解其两个矩阵的单应变换矩阵。

DLT解决问题的标准形式为：

X_k∝A*Y_k (1)

另一种表现形式为：

X_k＝a*A*Y_k或者a*X_k＝A*Y_k (2)。

上述两个技术虽然比较成熟，但是它们只是应用于图像处理的技术，无法解决主动式位姿重定位这一课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种具有实时性好、灵活性高、定位精度较高的无需相机标定的主动式位姿快速重定位方法。

本发明所采用的技术方案是：一种无需相机标定的主动式位姿快速重定位方法，包括如下步骤：

1)判断是否符合设定的重定位标准，如果符合重定位标准，结束流程；如果不符合重定位标准，进入下一步骤：

2)计算单应变换矩阵H，是提取当前图像与参考图相匹配的特征点对，根据所提取的特征点对计算单应变换矩阵H；

3)根据求解后的单应变换矩阵H动态更新指示框，包括：

在参考图像中构造一个以参考图像为中心位置的指示框，得到第三矩阵，将第三矩阵与步骤2)求出的单应变换矩阵H相乘，得到第四矩阵，即为动态更新后的指示框；

4)根据动态更新后的指示框，提到调整控制摄像机六个自由度运动的指标，所述的六个自由度包括：抬头/低头、左转/右转、左摆/右摆、左移/右移、上移/下移、前移/后移；

5)根据调整控制摄像机六个自由度运动的指标进行相机位姿调整；

6)重复步骤1)～步骤5)，直到符合重定位标准，结束。

步骤2)包括：