[发明专利]基于惯性测量单元和点线特征的单目相机位姿测量方法

摘要

本发明主要是基于惯性测量单元和摄像测量技术，利用平面场景中的点线特征测量出单目相机的相对位姿。测量系统由惯性测量单元与相机构成，其中惯性测量单元用于实时为单目相机提供俯仰角和滚转角，相机则根据点线特征估计偏航角和平移向量。本发明首先利用惯性测量单元输出的角度数据，将相机坐标系校正到正下视，然后对图像中的点线特征进行匹配，进而求解出相机的相对位姿。本发明充分利用了场景中的视觉信息，将直线特征应用到单目相机的位姿估计上，适用于自主导航、自动驾驶和增强现实等领域，具有重要的理论研究意义和广泛的应用前景。

主权项

1.一种惯性测量单元和点线特征结合的单目相机位姿测量方法，所述方法包括：接收与单目相机相连的惯性测量单元提供的滚转角和俯仰角信息，求得校正矩阵，将第一帧图像和第二帧图像校正为正下视方向；获取第一帧图像和第二帧图像中表示同一参考点的第一特征点和第二特征点，以及获取第一帧图像和所述第二帧图像中表示同一参考线的第一特征线和第二特征线，实现点线特征的匹配；根据视觉算法中点线特征的单应性约束，得到所述第一特征点和所述第二特征点的第一约束方程以及得到所述第一特征线和所述第二特征线的第二约束方程；根据所述第一约束方程和第二约束方程，计算单应性矩阵，将单应性矩阵进一步分解，得到校正后图像对之间的旋转矩阵和平移向量；根据所述校正后图像对之间的相对位姿关系，进一步转化得到相机坐标系校正前的单目相机位姿测量结果。