[发明专利]使用模糊特征的相机位姿估计

权利要求书

1.一种用于估计相机位姿的方法，包括：

识别表示物理环境的三维(3D)映射，所述3D映射包括被定义在遍及所述3D映射而分布的多个3D点处的多个3D映射特征；

接收从由相机捕获的所述物理环境的原始未模糊图像得出的模糊图像表示，所述模糊图像表示包括多个模糊特征，并且每个模糊特征包括：(i)二维(2D)线，所述二维线穿过所述原始未模糊图像中的、图像特征在其处被检测到的2D点；以及(ii)与所述2D点相关联的特征描述符，所述特征描述符描述所述模糊特征的所述2D线穿过的所述图像特征；

确定所述模糊图像表示中的所述模糊特征与所述3D映射中的3D映射特征之间的对应性；以及

基于所确定的所述对应性，估计所述相机在所述物理环境中的六自由度位姿。

2.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述对应性包括：标识具有与所述3D映射中的3D映射特征的特征描述符相匹配的特征描述符的模糊特征的集合，使得所述集合中的每个模糊特征的所述2D线对应于与3D映射特征相关联的3D点，给出2D线到3D点对应性的集合。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，基于所确定的所述2D线到3D点对应性，所述相机的所述位姿如下地被估计：使用随机样本一致性(RANSAC)框架和最小或非最小求解器从所确定的所述2D线到3D点对应性的子集计算多个候选相机位姿。

4.根据权利要求3所述的方法，其中估计所述相机的所述位姿包括：

标识所确定的所述2D线到3D点对应性的子集；以及

标识与所确定的所述2D线到3D点对应性的所述子集一致的一个或多个候选相机位姿。

5.根据权利要求4所述的方法，其中估计所述相机的所述位姿还包括：标识所确定的所述2D线到3D点对应性的附加子集；针对2D线到3D点对应性的所述附加子集中的每个附加子集，标识一个或多个附加候选相机位姿；以及从所述候选相机位姿标识最佳整体相机位姿。

6.根据权利要求3所述的方法，其中对应性的每个子集包括6个2D线到3D点对应性，并且候选相机位姿的每个集合包括16个候选相机位姿。

7.根据权利要求3所述的方法，其中对应性的每个子集包括6个2D线到3D点对应性，每个2D线被反投影为相机坐标系中的3D平面，并且最小求解器通过求解如下算法来计算8个候选相机位姿的集合，所述算法基于3D平面到3D点对应性来输出位姿解。

8.根据权利要求3所述的方法，其中对应性的每个子集包括12个2D线到3D点对应性，并且候选相机位姿的每个集合包括单个候选相机位姿。

9.根据权利要求3所述的方法，其中所述模糊图像表示包括在所述原始未模糊图像被捕获时检测到的重力矢量的指示，对应性的每个子集包括5个2D线到3D点对应性，并且候选相机位姿的每个集合包括基于所述重力矢量而计算的单个候选相机位姿。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述模糊图像表示中的特征描述符是经转置特征描述符，所述经转置特征描述符已利用从预定义转置的已知集合中随机选择的转置而被修改，并且所述方法还包括：向所述经转置特征描述符应用所述预定义转置的已知集合中的每个转置，以创建多个经转置描述符副本；搜索每个经转置描述符副本与所述多个3D映射特征之间的对应性；以及如果经转置描述符副本与所述3D映射特征至少具有阈值相似性，则确定所述特征描述符与3D映射特征之间的对应性。