一种基于ORB特征检测测量载体速度的方法

摘要

本发明公开一种基于ORB特征检测来测量载体速度的方法，通过对摄像机获取的连续两帧图像进行ORB特征提取并匹配，从而得到载体的位移和速度。所述方法包括：对当前帧和下一帧进行灰度化并设定感兴趣区域；利用OrientedFAST算子对特征点检测；利用RotatedBRIEF特征描述子对特征点进行特征匹配；对匹配出来的特征点对进行筛选并剔除误匹配点；然后对得到的特征点对的像素位移进行分析和计算；通过系统模型得到比例转换系数，从而得到载体的实际位移和速度。本方法简单易实现，对图像特征点检测和匹配的速度提高明显，特别适用于对实时性要求高的视觉辅助系统中。

主权项

一种基于ORB特征检测测量载体位移和速度的方法，其特征在于包括以下步骤：（1）在被测载体上安装一个导航摄像头，该导航摄像头的镜头垂直朝下，用于拍摄地面，以便获取地面特征；（2）在导航摄像头拍摄过程中，截取当前帧和下一帧的图像；（3）将这两幅图像转为灰度图像；（4）分别从两幅灰度图像的中央选取一定大小的感兴趣区域，使用ORB特征检测算法对当前帧和下一帧的特征点进行检测，并从中得到相应特征点的描述子；（5）根据得到的特征点的描述子，通过暴力匹配方法，对当前帧和下一帧中的特征点进行匹配；（6）遍历所有匹配出来的特征点对，求得特征点移动的最大绝对位移max_dist，然后，剔除掉像素绝对位移大于0.6*max_dist的匹配特征点对，得到正确匹配特征点对的对数；（7）求取每对正确匹配特征点对的横向位移和纵向位移，并将所有正确匹配特征点对的横向位移、纵向位移分别进行叠加，然后分别除以正确匹配特征点对的对数，得到每对正确匹配特征点对的横向、纵向的平均像素位移；（8）通过摄像机的帧率求得相邻帧之间的时间间隔，根据步骤（7）得到的每对正确匹配特征点对的横向、纵向的平均像素位移，得到特征点在横向、纵向上的移动速度，然后再经过系统建模，求得载体的位移以及它的移动速度。