多特征点拓扑确定位姿测量算法研究

作     者：王鹏 周权通 孙长库 Wang Peng;Zhou Quantong;Sun Changku

作者机构：天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 光电控制技术重点实验室河南洛阳471009 

出 版 物：《红外与激光工程》 (Infrared and Laser Engineering)

年 卷 期：2017年第46卷第5期

页      面：100-108页

核心收录：

学科分类：081203[工学-计算机应用技术] 08[工学] 0835[工学-软件工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(51375339) 航空科学基金(20145148009) 

主　　题：位姿测量 拓扑确定 单目视觉 特征点 嵌套迭代 

摘      要：为解决单目视觉位姿测量时,由目标特征点较多导致图像点与目标点拓扑关系未知的问题,提出了一种多特征点拓扑确定位姿测量算法。较多特征点可在目标进行大角度运动时保证足够的特征点进行位姿解算,与较少特征点相比提高测量精度。该算法将拓扑确定的过程和位姿求解的迭代过程进行嵌套,同时进行拓扑确定和位姿计算。位姿计算的迭代过程基于平行透视投影模型,不需要目标重心投影点坐标作为迭代初始值。拓扑确定的过程转化为分配问题的求解过程。每次位姿迭代的过程中进行一次拓扑确定,拓扑确定的结果可以计算更优的位姿估计。通过多位姿测量实验和精度对比实验结果证明:该算法适合大范围、高精度的位姿测量,在-120°~120°范围内,位姿测量均方根误差为0.272°。