[发明专利]一种基于Tsai算法的改进位姿估计方法在审

专利信息
申请号: 201610188763.2 申请日: 2016-03-29
公开(公告)号: CN105809702A 公开(公告)日: 2016-07-27
发明(设计)人: 徐贵力;张文静;陈茂武;王彪;田裕鹏 申请(专利权)人: 南京航空航天大学
主分类号: G06T7/80 分类号: G06T7/80
代理公司: 南京纵横知识产权代理有限公司 32224 代理人: 朱妃;董建林
地址: 211106 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要: 发明公开了一种基于Tsai算法的改进位姿估计方法,包括步骤,对使用的相机进行标定得到相机焦距;在相机的当前使用位姿下,对空间中的共面的至少5个特征点进行成像,以特征点中任意一个特征点P0为原点建立世界坐标系,并获取特征点的世界坐标和图像坐标;利用Tsai算法求解相机所在相机坐标系相对于世界坐标系的旋转矩阵R;根据旋转矩阵R、相机焦距、以及求解得到的特征点之间线段长度,求解相机所在相机坐标系相对于世界坐标系的平移向量T;根据旋转矩阵R和平移向量T,求解相机的位姿参数。有益效果:在Tsai算法求解旋转矩阵R的基础上,改进平移向量T的求解过程,以提高位姿估计的精度和实时性,从而大幅提高适用范围。
搜索关键词: 一种 基于 tsai 算法 进位 估计 方法
【主权项】:
1.一种基于Tsai算法的改进位姿估计方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、对使用的相机进行标定,得到相机焦距;步骤2、在相机的当前使用位姿下,对空间中的共面的至少5个特征点进行成像,以特征点中任意一个特征点P0为原点建立世界坐标系,并获取特征点的世界坐标和图像坐标;步骤3、根据特征点的世界坐标和图像坐标,利用Tsai算法求解相机所在相机坐标系相对于世界坐标系的旋转矩阵R;步骤4、根据步骤3求得的旋转矩阵R、步骤1标定得到的相机焦距、以及求解得到的特征点之间线段长度,求解相机所在相机坐标系相对于世界坐标系的平移向量T;具体为,步骤4-1、根据特征点在等效成像平面上的投影点坐标、即特征点的图像坐标,选取投影点间的任意一条线段、记线段长度为l,并获取构成该线段的两个投影点对应的两个特征点、记两个特征点分别为P1和P2;步骤4-2、将步骤3求得的旋转矩阵R作用于世界坐标系,得到旋转后的新坐标系,该新坐标系平面与相机等效成像平面平行;根据旋转矩阵R和特征点P1、P2的世界坐标,求解特征点P1、P2在新坐标系中的坐标,进而获取特征点P1、P2在新坐标系平面上的投影点间的线段、记新线段长度为L;步骤4-3、根据线段长度l和新线段长度L、步骤1标定得到的相机焦距、以及步骤2获取的特征点P0的图像坐标,由以下公式求解平移向量T, x 0 i x 0 c = y 0 i y 0 c = f z 0 c = l L ]]>T=(x0c,y0c,z0c)T其中,f为相机焦距,x0i、y0i为特征点P0的图像坐标,x0c、y0c、z0c为相机坐标系的相机坐标;步骤5、根据步骤3求得的旋转矩阵R和步骤4求得的平移向量T,求解相机的位姿参数。
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