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基于点特征的单目视觉位姿测量算法

王中宇 李亚茹 郝仁杰 程银宝 江文松

王中宇, 李亚茹, 郝仁杰, 程银宝, 江文松. 基于点特征的单目视觉位姿测量算法[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(5): 517002-0517002(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0517002
引用本文: 王中宇, 李亚茹, 郝仁杰, 程银宝, 江文松. 基于点特征的单目视觉位姿测量算法[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(5): 517002-0517002(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0517002
Wang Zhongyu, Li Yaru, Hao Renjie, Cheng Yinbao, Jiang Wensong. Monocular vision pose measurement algorithm based on points feature[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(5): 517002-0517002(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0517002
Citation: Wang Zhongyu, Li Yaru, Hao Renjie, Cheng Yinbao, Jiang Wensong. Monocular vision pose measurement algorithm based on points feature[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(5): 517002-0517002(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0517002

基于点特征的单目视觉位姿测量算法

doi: 10.3788/IRLA201948.0517002
基金项目: 

国家重点研发计划(2016YFF0203801);国家自然科学基金(51575032);北京市自然科学基金(3172020)

详细信息
    作者简介:

    王中宇(1963-),男,教授,博士生导师,主要从事光机电一体化技术与仪器方面的研究。Email:mewan@buaa.edu.cn

    通讯作者: 李亚茹(1990-),女,博士生,主要从事机器视觉测量技术与应用方面的研究。Email:Liyr022518@163.com
  • 中图分类号: TH74

Monocular vision pose measurement algorithm based on points feature

  • 摘要: 针对位姿求解过程中存在的解不唯一、选解难和解的精度不高等问题,提出一种基于点特征的单目视觉位姿测量算法。首先,根据共面4个特征点之间的位置关系,分别对平行和相交两种情况进行分析;其次,根据特征点的空间坐标、图像坐标和空间位置关系,推导出世界坐标系中3个坐标轴上的向量变换到摄像机坐标系中的单位向量,进而求解出物体相对于摄像机的初始位姿;最后,用LM算法对初始位姿进行优化,得到最终位姿。实验结果表明:文中算法的合成误差为0.54 mm;现有的EPnP算法、两点一线算法和P3P算法的合成误差分别为1.28、1.52和4.26 mm;文中算法的合成误差分别减小了57.8%、64.4%和87.3%,优于现有的EPnP算法、两点一线算法和P3P算法。
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-12-05
  • 修回日期:  2019-01-03
  • 刊出日期:  2019-05-25

基于点特征的单目视觉位姿测量算法

doi: 10.3788/IRLA201948.0517002
    作者简介:

    王中宇(1963-),男,教授,博士生导师,主要从事光机电一体化技术与仪器方面的研究。Email:mewan@buaa.edu.cn

    通讯作者: 李亚茹(1990-),女,博士生,主要从事机器视觉测量技术与应用方面的研究。Email:Liyr022518@163.com
基金项目:

国家重点研发计划(2016YFF0203801);国家自然科学基金(51575032);北京市自然科学基金(3172020)

  • 中图分类号: TH74

摘要: 针对位姿求解过程中存在的解不唯一、选解难和解的精度不高等问题,提出一种基于点特征的单目视觉位姿测量算法。首先,根据共面4个特征点之间的位置关系,分别对平行和相交两种情况进行分析;其次,根据特征点的空间坐标、图像坐标和空间位置关系,推导出世界坐标系中3个坐标轴上的向量变换到摄像机坐标系中的单位向量,进而求解出物体相对于摄像机的初始位姿;最后,用LM算法对初始位姿进行优化,得到最终位姿。实验结果表明:文中算法的合成误差为0.54 mm;现有的EPnP算法、两点一线算法和P3P算法的合成误差分别为1.28、1.52和4.26 mm;文中算法的合成误差分别减小了57.8%、64.4%和87.3%,优于现有的EPnP算法、两点一线算法和P3P算法。

English Abstract

参考文献 (14)

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