[发明专利]一种基于图像消失点识别技术的移动设备姿态测量方法

摘要

本发明涉及一种基于图像消失点识别技术的移动设备姿态测量方法，首先利用手机摄像头拍摄室内墙角等人造规则物体，利用消失点检测技术可以从中提取出三维结构信息，利用不同照片之间三维结构的变化可以矫正手机内部的惯性传感器模块，例如陀螺仪、加速度计等。这样就可以在不增加硬件的基础上，提高传感器测量精度，获得更加准确的手机姿态。另外，本发明提出的方法，相比于传统的方法，有效的避免了室内电视、计算机等电磁干扰对加速度计、陀螺仪的干扰，而且还防止了陀螺仪积分的累计误差，因此大幅度提高了手机姿态测量的精确度。

主权项

一种基于图像消失点识别技术的移动设备姿态测量方法，其特征在于，包括以下步骤：1)利用移动设备的摄像头拍摄建筑物具有三条互相垂直的直线的场景，场景包含空间坐标系三个坐标轴的方向信息；2)利用机器视觉的方法对场景图像进行边缘检测，得到图像中的线段，然后对线段进行分类，得到在三维空间内互相垂直的三类线段；对场景图像进行边缘检测采用的是canny边缘检测方法，具体包括：首先对图像进行高斯平滑处理，抑制图像中的噪声；然后对图像进行梯度计算，计算梯度的幅值和方向，记下来细化梯度幅值矩阵，寻找图像中的可能边缘点；最后利用双门限检测的方法来进行边缘提取，根据检测到的线段的斜率将线段分类；3)利用步骤2)得到的线段，以及图像消失点检测算法得到图像三个互相垂直方向上的消失点；具体包括：首先根据线段的斜率信息，对线段进行分类，利用KNN方法选取数量最多的三类平行线，代表空间坐标系的三个轴的方向；然后利用RANSAC算法，计算这些平行线的交点，得到三个互相垂直方向上的消失点；4)利用图像消失点，结合摄像头成像模型，得到移动设备的姿态信息；5)用得到的移动设备的姿态信息对陀螺仪积分得到的结果进行矫正，即完成移动设备姿态测量方法。