[发明专利]基于初始值的快速迭代配准方法、介质、终端和装置

权利要求书

1.一种基于初始值的快速迭代配准方法，其特征在于，包括以下步骤：

按照时间顺序将连续的两帧图像标记为第一帧图像和第二帧图像，提取第二帧图像中每个关键点的特征，并在第一帧图像中查找每个关键点对应的最佳匹配点；

建立关键点和最佳匹配点的点对以及包括所有点对的特征点集，并采集所有点对的二维信息和/或三维信息；

利用特征点集以及所有点对的二维信息和/或三维信息建立第二帧图像和第一帧图像之间相机位姿的误差函数；

将第一帧图像与相邻前帧的相机位姿估计值作为所述误差函数的初始值，并对所述误差函数进行迭代优化，在迭代优化过程中不断从所述特征点集中删除置信度小于预设阈值的点对，以生成误差最小时的最优位姿估计值；

建立的误差函数具体为：

其中，q为第二帧图像中的关键点，p为第一帧图像中的最佳匹配点，e_q为点q经位姿变换后与点p之间的距离误差，e_p为点p经位姿变换后与点q之间的距离误差，K_i,j为特征点集，N为特征点集K_i,j的点对数量，ρ为惩罚函数。

2.根据权利要求1所述基于初始值的快速迭代配准方法，其特征在于，还包括全局优化步骤，具体为：将所述最优位姿估计值作为ICP配准的初始值，并利用所采集的深度图像以及RGB图像，结合几何约束以及光学约束对全局匹配点对进行ICP配准。

3.根据权利要求1或2所述基于初始值的快速迭代配准方法，其特征在于，当进行3D-2D的相机位姿估计时，所述e_q与所述e_p为重投影误差，即：

e_q＝u_p-KT_i,jq，

e_p＝u_q-KT_i,j^-1p；

当进行3D-3D的相机位姿估计时，所述e_q与所述e_p为观测误差，即：

e_q＝p-T_i,jq，

e_p＝q-T_i,j^-1p，

其中，u_p为点p的二维坐标，u_q为点q的二维坐标，K为相机内参，T_i,j为位姿变换初始值。

4.根据权利要求3所述基于初始值的快速迭代配准方法，其特征在于，所述对误差函数进行迭代优化，并不断从特征点集中删除置信度小于预设阈值的点对具体为：

采用高斯牛顿法求解所述误差函数，且在迭代求解过程中逐渐减小μ值，通过预设置信度公式计算不同μ值下每个所述点对的置信度，并删除置信度小于预设阈值的点对，以生成误差最小时相机的最优位姿估计值；所述预设置信度公式为：

μ＝d²，

其中l为置信度，e_q为点q经位姿变换后与点p之间的距离误差，e_p为点p经位姿变换后与点q之间的距离误差，d为重建物体的表面直径。

5.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1-4任一所述基于初始值的快速迭代配准方法。

6.一种基于初始值的快速迭代配准终端，包括计算机可读存储介质和处理器，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机可读存储介质上的计算机程序时实现权利要求1-4任一所述基于初始值的快速迭代配准方法的步骤。