基于移動視點(diǎn)的攝像機(jī)位姿估計方法研究.pdf

1、攝像機(jī)位姿估計是計算機(jī)視覺領(lǐng)域一個重要的研究方向，也是機(jī)器人定位與導(dǎo)航、目標(biāo)跟蹤與識別、虛擬現(xiàn)實(shí)和運(yùn)動估計等許多理論研究與實(shí)踐所要解決的核心問題。攝像機(jī)位姿估計方法大致分為基于傳感器的方法和基于視覺信息的方法兩種，但目前大多數(shù)的攝像機(jī)位姿估計方法都是基于傳感器實(shí)現(xiàn)的，而完全基于圖像提供的視覺信息的攝像機(jī)位姿估計方法的研究還相對較少。本文主要針對通過移動攝像機(jī)視點(diǎn)獲得的圖像序列，研究基于視覺信息的攝像機(jī)位姿估計方法。
　　攝像機(jī)位姿

2、估計是以攝像機(jī)標(biāo)定為前提的，本文首先采用張正友攝像機(jī)標(biāo)定方法獲得攝像機(jī)的內(nèi)參數(shù)，然后基于此標(biāo)定結(jié)果，利用改進(jìn)的PnP算法對單幅圖像的攝像機(jī)位姿參數(shù)進(jìn)行估計。但為了實(shí)現(xiàn)基于移動視點(diǎn)的攝像機(jī)位姿估計，本文接下來對特征點(diǎn)跟蹤方法進(jìn)行了研究。首先，研究特征點(diǎn)提取方法，通過研究及實(shí)驗對比后采用Harris角點(diǎn)檢測算法來獲得特征點(diǎn);其次，研究特征點(diǎn)匹配方法，分析Harris角點(diǎn)的特性后采用歸一化相關(guān)灰度的匹配方法進(jìn)行特征點(diǎn)的粗匹配，然后利用RANS

3、AC算法實(shí)現(xiàn)特征點(diǎn)的精確匹配，剔除存在的誤匹配;最后，研究特征點(diǎn)的跟蹤方法，為了實(shí)現(xiàn)對特征點(diǎn)高效有序的跟蹤，本文提出了一種融合了2D和3D信息的特征點(diǎn)存儲結(jié)構(gòu)。
　　基于特征點(diǎn)跟蹤獲得的特征點(diǎn)對，再結(jié)合圖像序列初始幀人工引入的6對3D點(diǎn)坐標(biāo)，即可利用改進(jìn)的PnP算法實(shí)現(xiàn)對圖像序列的攝像機(jī)位姿參數(shù)進(jìn)行估計。但完全基于圖像中視覺信息實(shí)現(xiàn)位姿估計勢必會因圖像噪聲而引入累積誤差，因此需要對位姿參數(shù)的初始值進(jìn)行優(yōu)化處理，本文采用稀疏光束平差