[发明专利]拍摄装置位姿估计方法、装置、计算机设备和存储介质

说明书

本申请涉及一种拍摄装置位姿估计方法、装置、计算机设备和存储介质。所述方法包括：对世界坐标系下的三维点进行去中心化处理，得到第一矩阵；对第一矩阵进行分解，确定世界坐标系下的控制点、由世界坐标系下控制点线性表出的第一线性表出系数，以及控制点在拍摄装置坐标下对应的零空间的基和距离约束；根据零空间的基和距离约束确定各控制点在拍摄装置坐标下的坐标，得到基于拍摄装置坐标系确定控制点的第一控制点坐标系；根据第一控制点坐标系和基于世界坐标系确定控制点的第二控制点坐标系，确定世界坐标系到拍摄装置坐标系的位姿坐标变换。采用本方法在确保计算拍摄装置位姿估计的稳定性和精度的前提下，提高拍摄装置位姿估计的数据处理性能。

技术领域

本申请涉及计算机视觉技术领域，特别是涉及一种拍摄装置位姿估计方法、装置、计算机设备和存储介质。

背景技术

拍摄装置位姿估计(Pose estimation)在计算机视觉领域扮演着十分重要的角色。拍摄装置位姿估计方法的准确性将直接影响到计算机视觉研究领域的视觉追踪、摄影测量、相机标定等任务的完成质量。

拍摄装置位姿估计即PNP(Perspective-n-Point)问题，是通过世界坐标系中的n个3D点的坐标值和这n个3D点投影在拍摄装置的单位焦平面(或者单位球面)上的2D坐标值来计算世界坐标系到拍摄装置坐标系的坐标变换的问题。

在解决拍摄装置位姿估计问题时，常采用P3P(Perspective-3-Point)，DLT(直接线性变换)、EPNP、UPNP、MRE等算法来实现；现有技术使用EPNP算法解决拍摄装置位姿估计问题时，可以确保高稳定性和高精度，但数据处理效率很低。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够在确保计算拍摄装置位姿估计的稳定性和精度的前提下，提高拍摄装置位姿估计的数据处理性能的基于正交控制点的拍摄装置位姿估计方法、装置、计算机设备和存储介质。

一种拍摄装置位姿估计方法，所述方法包括：

获取世界坐标系下的三维点；

对所述三维点进行去中心化处理，得到第一矩阵；

采用预设分解方式对第一矩阵进行分解，得到正交矩阵和上三角矩阵；

根据所述正交矩阵和上三角矩阵确定所述世界坐标系下的各控制点，并得到各所述三维点由世界坐标系下所述控制点线性表出的第一线性表出系数，以及各所述三维点由所述世界坐标系下的各控制点线性表出的坐标点；

根据所述第一线性表出系数、所述坐标点以及所述坐标点在拍摄装置坐标系下对应的投影点，确定各所述控制点在拍摄装置坐标系下对应的零空间的基和距离约束；

根据所述零空间的基和所述距离约束确定各所述控制点在拍摄装置坐标系下的坐标；

基于所述拍摄装置坐标系及所述拍摄装置坐标系下控制点坐标确定所述控制点的第一控制点坐标系；

基于所述世界坐标系及所述世界坐标系下控制点坐标确定所述控制点的第二控制点坐标系；

根据所述第一控制点坐标系和所述第二控制点坐标系，确定所述世界坐标系到所述拍摄装置坐标系的位姿坐标变换。

一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

获取世界坐标系下的三维点；

对所述三维点进行去中心化处理，得到第一矩阵；

采用预设分解方式对第一矩阵进行分解，得到正交矩阵和上三角矩阵；