[发明专利]基于仿射匹配点对的多像机系统相对位姿估计方法及装置

权利要求书

1.一种基于仿射匹配点对的多像机系统相对位姿估计方法，其特征在于，所述方法包括：

获取预设运动状态下多像机系统的外参数；所述外参数包括旋转量和平移量；

确定所述多像机系统中连续帧之间的仿射匹配点表示；所述仿射匹配点表示包括：仿射匹配点对和局部仿射矩阵；

根据所述仿射匹配点对和所述外参数，确定多像机系统对应的多像机参考坐标系中的归一化齐次图像坐标表示，根据所述归一化齐次图像坐标表示、旋转量和平移量，确定所述多像机系统中的对极约束；

根据所述外参数，确定所述多像机系统中连续帧之间的转换矩阵，根据所述转换矩阵，确定连续帧之间的基本矩阵；

根据所述基本矩阵，确定所述基本矩阵和所述局部仿射矩阵的关系表达式，根据所述关系表达式和所述归一化齐次图像坐标表示，确定所述局部仿射矩阵与所述对极约束的仿射矩阵约束；

确定多像机系统的系统方程；所述系统方程中包括：待求解未知参量；

根据至少一个仿射匹配点对表示对应的仿射矩阵约束和所述对极约束，确定所述系统方程中待求解未知参量的值；

根据待求解未知参量的值确定预设运动状态下的相对位姿。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述仿射匹配点对和所述外参数，确定多像机系统对应的多像机参考坐标系中的归一化齐次图像坐标表示，根据所述归一化齐次图像坐标表示、旋转量和平移量，确定所述多像机系统中的对极约束，包括：

根据所述仿射匹配点对和所述外参数，确定多像机系统对应的多像机参考坐标系中的归一化齐次图像坐标表示为：

p_ij＝R_ix_ij,p’_ij＝R_ix’_ij. (1)

式中，P_ij表示连续帧中第一帧图像的归一化齐次图像坐标，P'_ij表示连续帧中第二帧图像的归一化齐次图像坐标；R_i表示第i个摄像机的旋转量；x_ij表示连续帧中第一帧图像中的仿射匹配点，x'_ij表示连续帧中第二帧图像中的仿射匹配点，x_ij、x'_ij组成仿射匹配点对；

根据所述归一化齐次图像坐标表示、旋转量和平移量，确定所述多像机系统中的对极约束为：

式中，I_ij和I'_ij分别表示k和k+1时刻多像机参考坐标系中的Plücker线；t表示平移量；R表示旋转量；[t]_×表示平移量t的反对称矩阵。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述外参数，确定所述多像机系统中连续帧之间的转换矩阵，根据所述转换矩阵，确定连续帧之间的基本矩阵，包括：

根据所述外参数，确定所述多像机系统中连续帧之间的转换矩阵为：

式中，(R_Ci,t_Ci)表示转换矩阵，R_Ci表示相机坐标系C_i在时刻k和k+1两连续帧之间的旋转量，t_Ci表示相机坐标系C_i在时刻k和k+1两连续帧之间的平移量；R_i表示第i个摄像机的旋转量；t_i表示第i个摄像机的平移量；R表示旋转量；t表示平移量；T表示转置；

根据所述转换矩阵，确定连续帧之间的基本矩阵为：

式中，E表示基本矩阵；[R_it_Ci]_×＝R[t_i]_×R^T+[t]_×-[t_i]_×。