[发明专利]已知相对旋转角度条件下的像机相对运动估计方法

权利要求书

1.一种已知相对旋转角度条件下的像机相对运动估计方法，其特征在于，所述方法包括：

获取像机拍摄的第一视图和第二视图中至少两个仿射匹配点对，选择第j个所述仿射匹配点对建立世界参考系；所述世界参考系的原点为第j个所述仿射匹配点对在三维空间中的位置，所述世界参考系的坐标轴方向与所述第一视图方向一致；

获取所述第一视图和所述第二视图之间的第一位姿关系，获取所述第一视图和所述世界参考系的第二位姿关系，以及获取第二视图和所述世界参考系的第三位姿关系；所述第一位姿关系、所述第二位姿关系以及所述第三位姿关系中均包括旋转矩阵和平移向量；

对所述旋转矩阵和所述平移向量进行参数化，以及根据所述第一视图和所述第二视图之间的相对旋转角度，确定所述旋转矩阵对应未知数的旋转参数约束；

采用参数化后的所述旋转矩阵和所述平移向量表示所述第一位姿关系以及获取对应的本质矩阵；

获取由第j个所述仿射匹配点确定的所述本质矩阵与所述仿射匹配点中仿射匹配矩阵对应的两个仿射变换约束，获取其他所述仿射匹配点确定的所述第一视图和所述第二视图的一个对极几何约束以及所述本质矩阵与所述仿射匹配点中仿射匹配矩阵对应的两个仿射变换约束；

根据第j个所述仿射匹配点对应的两个仿射变换约束，以及其他所述仿射匹配点确定的一个对极几何约束和两个仿射变换约束，求解得到所述旋转矩阵和所述平移向量，根据所述旋转矩阵和所述平移向量确定像机相对运动关系。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一视图和所述第二视图之间的相对旋转角度，确定所述旋转矩阵对应未知数的旋转参数约束，包括：

获取对所述旋转矩阵进行参数化得到的所述旋转矩阵为：

其中，是四元数齐次向量，R表示第一位姿关系对应的旋转矩阵；

根据所述第一视图和所述第二视图之间的相对旋转角度，确定所述旋转矩阵对应未知数的旋转参数约束为：

其中，表示相对旋转角度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用参数化后的所述旋转矩阵和所述平移向量表示所述第一位姿关系以及获取对应的本质矩阵，包括：

获取对所述平移向量进行参数化得到的所述第二位姿关系中平移向量和所述第三位姿关系中平移向量分别为：

其中，表示所述第二位姿关系中平移向量，表示所述第二位姿关系中平移向量参数化的未知深度参数，表示第一视图中归一化齐次图像坐标的单位向量，表示第三位姿关系中平移向量，表示第三位姿关系中平移向量的未知深度参数，表示第二视图中归一化齐次图像坐标的单位向量；

采用参数化后的所述旋转矩阵和所述平移向量表示所述第一位姿关系为：

其中，表示第一位姿关系中的平移向量，I表示单位矩阵，R表示第一位姿关系对应的旋转矩阵；

以及获取对应的本质矩阵为：

其中，E表示本质矩阵，表示反对称矩阵。

4.根据权利要求3所述的方法，特征在于，所述对极几何约束为：

其中，为第一视图和第二视图中同名点对的归一化齐次图像坐标；

所述仿射变换约束为：

其中，下标(1:2)表示前两个方程式，表示归一化齐次图像坐标对应的局部仿射变换矩阵。