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一种基于单目视觉的空间圆环检测及位姿估计方法 

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申请/专利权人:北京理工大学

摘要:本发明公开了一种基于单目视觉的空间圆环检测及位姿估计方法。本发明仅采用单目视觉图像作为系统输入,通过对圆环位姿进行非线性优化的方法,同时优化空间圆环的三维位置与空间姿态,可以输出精准圆环位姿。相比于传统的双目或雷达目标定位算法,输入信息简单,便于算法的测试及部署,整体使用更便捷。同时,考虑了空间圆环在相机中成像大部分为椭圆图形的特点,构建了一套基于椭圆检测的方法,可以提取图像中由空间圆环映射的椭圆,实现空间圆环鲁棒的位姿估计。本发明不需要标注数据以及训练时间,节约计算资源,输入简单输出鲁棒且精准。

主权项:1.一种基于单目视觉的空间圆环检测及位姿估计方法,其特征在于,包括:S1,对单目相机获取的图像中的空间圆环进行检测,并计算其最小外接矩形;S2,采用单目定位模型对S1检测出的空间圆环进行初步位置求解;S3,对S2得到的空间圆环初步位置进行迭代优化,具体为:S31,以空间圆环的中心为原点,建立物体的局部坐标系;根据已知空间圆环尺寸先验建立空间圆环三维点模型,在空间圆环内环外环边缘上分别每隔一定间隔取一个空间三维点,记为{Pi|1≤i≤N},N为采样点总个数;S32,利用空间投影关系,基于S2得到的空间圆环初步位置t,将所述空间三维点向图像上做投影,得到投影的二维像素点pi;S33,构建最小二乘优化问题:通过寻找每个投影二维像素点在S1检测得到的空中圆环轮廓中最近的观测像素,建立每对点之间的像素误差即重投影误差;设每个投影点pi在检测空中圆环轮廓上匹配得到的最近点为ui,则目标函数为: S34,通过求解S33构建的最小二乘优化问题,得到空间圆环位姿T的最优解。

全文数据:

权利要求:

百度查询: 北京理工大学 一种基于单目视觉的空间圆环检测及位姿估计方法

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