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申请/专利权人：航天科工智能机器人有限责任公司

摘要：本公开提供一种基于圆特征的双目视觉位姿估计方法，包括：通过相机获取目标物体的左、右图像；对左、右图像中的目标物体进行边缘检测和椭圆匹配，分别获取两幅图像中，目标物体边缘投射在平面上的椭圆轮廓线；基于椭圆轮廓线和相机光心，分别获取左、右图像中每条椭圆轮廓线对应的椭圆锥；分别获取每个椭圆锥的两个圆截面所对应的法线；对左、右图像中来自同一边缘对应的椭圆轮廓线所形成的椭圆锥的法线进行相互印证，筛选出椭圆锥的唯一法线；基于椭圆锥及唯一法线，获取空间圆；基于空间圆的特征获取位姿特征。本公开通过双目匹配环节，消除了空间圆的方向歧义，可以更稳定的在复杂的环境中找到具有圆形边缘的玻璃杯等物体。

主权项：1.一种基于圆特征的双目视觉位姿估计方法，其特征在于，包括：获取目标物体的左、右图像；对左、右图像中的目标物体进行边缘检测和椭圆匹配，分别获取两幅图像中，所述目标物体边缘投射在平面上的椭圆轮廓线；基于所述椭圆轮廓线和相机光心，分别获取左、右图像中每条椭圆轮廓线对应的椭圆锥；分别获取每个所述椭圆锥的两个圆截面所对应的法线；对左、右图像中同一边缘对应的椭圆轮廓线所形成的椭圆锥的法线进行相互印证，筛选出每个椭圆锥的唯一法线；基于各图像对应的所述椭圆锥和所述唯一法线，获取各椭圆锥对应的空间圆；基于所述空间圆的特征获取位姿特征；所述对左、右图像中的目标物体进行边缘检测和椭圆匹配，分别获取两幅图像中，所述目标物体边缘投射在平面上的椭圆轮廓线；包括：对左、右图像进行边缘检测，分别获取两幅所述图像中目标物体的轮廓曲线；基于椭圆的参数，分别对两幅所述图像的每条轮廓曲线进行匹配，并将不满足椭圆参数的轮廓曲线筛去，分别获得左、右图像中，所述目标物体边缘投射在平面上的椭圆轮廓线；所述对两幅所述图像的每条轮廓曲线进行匹配，将不满足椭圆参数的轮廓曲线筛去，包括：对每条所述轮廓曲线进行最小二乘法拟合，拟合参数由以下公式确定：fx，y＝ax2+bxy+cy2+dx+ey+1＝0其中，a、b、c、d、e为需要拟合的五个参数，x、y为坐标值；基于判别式筛去所述轮廓曲线上非椭圆轮廓线的点集；所述判别式如下：ac＞b2；获取每个所述椭圆锥的两个圆截面所对应的法线，包括：获取相机内参K；并将所述椭圆转化为如下矩阵形式：fz，y＝ptQp其中p＝[x，y，1]，通过正交变换将所述椭圆锥转换为标准椭圆锥，所述标准椭圆锥的短轴位于x1轴，长轴位于y1轴；获取所述标准圆锥的圆截面的法线向量所述法线向量由以下等式确定： 其中，λ1，λ2，λ3为Kt*Q*K的特征值；p为椭圆点的齐次坐标；所述筛选出每个图像的所述法线中的唯一法线；包括：对左、右图像的法线向量：进行对比，获取正确的一组法线向量获取各椭圆锥对应的空间圆的方法，包括：S1.针对左、右图像中的任一图像，获取椭圆锥在x1Oz1坐标系下的投影直线；所述投影直线共三条，并相交于两个点p1,p2；S2.获取两个相交点p1,p2的连接线的中点作为第一圆心；S3.获取第一圆心到光心所在的第一直线；重复S1－S3，获取另一图像对应的第一圆心到光心所在的第一直线；S4.以两条所述第一直线的交点PO＝[xo,yo,zo]为空间圆圆心；以‖p1-p2‖为空间圆半径，获得所述空间圆。

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