[发明专利]一种位姿测量方法、设备及存储介质

说明书

本发明公开了一种位姿测量方法、设备及存储介质。该方法包括：获取多张不同位置拍摄的物体照片以及拍摄照片时拍摄设备的姿态参数；根据物体照片构建虚拟三维场景，并根据拍摄设备的姿态参数将虚拟三维场景与真实三维环境进行匹配；根据物体在真实三维环境的位置信息计算物体的姿态参数。通过本发明能实现物体位姿的远程测量，操作非常简单便捷，无需测量人员进行攀爬，有效消除了测量的危险性。

技术领域

本发明涉及测量技术领域，特别是涉及一种位姿测量方法、设备及存储介质。

背景技术

物体位姿测量在现代通信、国防以及航空航天等诸多领域都有着重要的应用价值。例如，尤其是在通信系统中，天线位姿的测量与基站的覆盖范围息息相关；在例如，机器人装配过程中，机械臂的位姿决定的装配的精度。如何，实现物体的位姿测量一直是人们研究的重点。

目前，位姿测量方法中通常需要配置相关测量人员，将相关测量仪器被测量物体上。但是该种方法，对于可近操作的物体可以实现。但是，对于天线以及飞行器等需要远距离测量的物体，该种测量方法具有很大的危险性，无法保证测量人员的人身安全，同时耗费过多的人力。因此提供一种简便可行的的位姿测量方法，是非常有必要的。

发明内容

本发明提供一种位姿测量方法、设备及存储介质，用以解决现有技术中位姿测量方法耗费人力且无法保证测量人员的人身安全的问题。

为实现上述发明目的，本发明采用下述的技术方案：

依据本发明的一个方面，提供一种位姿测量方法，包括：

获取多张不同位置拍摄的物体照片以及拍摄所述照片时拍摄设备的姿态参数；

根据所述物体照片构建虚拟三维场景，并根据所述拍摄设备的姿态参数将所述虚拟三维场景与真实三维环境进行匹配；

根据所述物体在所述真实三维环境的位置信息计算所述物体的姿态参数。

可选的，所述拍摄设备的姿态参数包括拍摄设备的旋转角信息；所述根据所述拍摄设备的姿态参数将所述虚拟三维场景与真实三维环境进行匹配，包括：

利用运动恢复结构SFM算法获得二维像平面到虚拟三维场景中的第一旋转矩阵；

根据所述旋转角信息获得二维像平面到真实三维环境的第二旋转矩阵；

根据所述第一旋转矩阵和所述第二旋转矩阵计算虚拟三维场景到真实三维环境的旋转转化矩阵。

可选的，所述拍摄设备的姿态参数包括拍摄设备的定位信息；所述根据所述拍摄设备的姿态参数将所述虚拟三维场景与真实三维环境进行匹配，还包括：

根据所述定位信息以及拍摄设备在虚拟三维场景中的位置确定虚拟三维场景到真实三维环境的平移和缩放转化矩阵。

可选的，所述根据所述第一旋转矩阵和所述第二旋转矩阵计算虚拟三维场景到真实三维环境的旋转转化矩阵，包括：

获取拍摄设备在不同位置得到的旋转转换矩阵；

计算各个旋转转换矩阵在三个坐标轴的旋转角的平均值，并基于所述平均值重构获得最终的旋转转化矩阵。

可选的，所述根据所述物体在所述真实三维环境的位置信息计算所述物体的姿态参数，包括：

根据在两张目标照片中标定的同名直线确定两个同名相点对；

基于所述两个同名相点对确定虚拟三维场景中两个相点的位置；

利用所述旋转转化矩阵和所述平移和缩放转化矩阵对所述两个相点连线中心的位置进行转化，根据转化后的位置获得所述物体在真实三维环境的定位值和海拔值。