[发明专利]一种不需要特征点匹配的多相机位姿估计方法

权利要求书

1.一种不需要特征点匹配的多相机位姿估计方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：标定待测相机的内参和畸变系数；

步骤S2：在平面上构建空间直角坐标系，并设置地标；

步骤S3：相机采集平面图像，并根据得到的标定待测相机的内参和畸变系数消畸变；

步骤S4：提取平面图像中地标的位置；

步骤S5：根据提取得到的图像中的地标和平面上地标的位置，计算相机和平面之间的单应矩阵；

步骤S6：根据得到单应矩阵，计算不同时刻不同相机之间的单应矩阵；

步骤S7：分解根据步骤S6计算的单应矩阵得到相机之间的位姿。

2.根据权利要求1所述的一种不需要特征点匹配的多相机位姿估计方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：

步骤S21：选取一个平面，并指定一个点作为坐标系原点，规定x,y坐标轴在平面上，指定z轴为垂直平面方向，建立3维坐标系；

步骤S22：在平面坐标系中指定位置放置指定的地标。

3.根据权利要求1所述的一种不需要特征点匹配的多相机位姿估计方法，其特征在于，所述地标采用aruco码。

4.根据权利要求1所述的一种不需要特征点匹配的多相机位姿估计方法，其特征在于，所是步骤S5具体为：根据步骤S4提取的地标的多顶点p_i＝[u_i v_i]^T和指定地标的顶点在平面上的位置q_i＝[x_i y_i 0]^T估计第m时刻第n个相机与平面之间的单应矩阵H_mn。

5.根据权利要求4所述的一种不需要特征点匹配的多相机位姿估计方法，其特征在于，所述的单应矩阵通过构建的方程组Ah＝b求解得到，具体为：

(1)根据步骤S4提取的地标的四个顶点p_i＝[u_i v_i]^T，i＝{1，2，3，4}和平面上地标的顶点在平面上的位置q_i＝[x_i y_i 0]^T，i＝{1，2，3，4}构建的方程组Ah＝b；

(2)求解步骤S511构建的方程组Ah＝B，得到h向量并增广为[h 1]^T，再重排为3x3的相机与平面之间的单应矩阵H；

(3)将步骤S511和S512应用于不同时刻的所有相机，得到第m时刻第n个相机与平面之间的单应矩阵H_mn。

6.根据权利要求5所述的一种不需要特征点匹配的多相机位姿估计方法，其特征在于，所述方程组Ah＝b，具体如下：

方程组Ah＝b中h向量为单应矩阵的元素，

h＝[h₁ h₂ h₃ h₄ h₅ h₆ h₇ h₈]^T，

通过步骤S4提取的地标的四个顶点p_i＝[u_i v_i]^T，i＝{1，2，3，4}和平面上地标的顶点在平面上的位置q_i＝[x_i y_i 0]^T，i＝{1，2，3，4}构建系数矩阵A，

和b＝[u₁ v₁ u₂ v₂ u₃ v₃ u₄ v₄]^T。

7.根据权利要求1所述的一种不需要特征点匹配的多相机位姿估计方法，其特征在于，所述步骤S6具体为：根据步骤S5提取得到第m时刻第n个相机与平面之间的单应矩阵H_mn计算不同时刻不同相机之间的单应矩阵，表示第m时刻第n个相机到第k时刻第l个相机的单应矩阵