基于平面标志物的位姿处理方法

摘要

本发明公开了一种基于平面标志物的位姿处理方法，用于解决现有技术对于平面标志物的位姿处理正确率低的技术问题。本发明依据标志物检测和识别方法得到标志物的相关信息，以三维空间中的共线误差作为优化函数，由得到的2D和3D点之间的对应关系确定相机的位置和姿态，运用RPP算法获得使OI算法中的共线误差函数取得局部极值的另一解，比较得到的两个局部极值解，取共线误差较小的解作为最终处理结果。由于采用RPP算法，解决了姿态不确定性问题，将平面标志物的位姿处理正确率由现有技术的50％左右提高到95％以上。

主权项

1.一种基于平面标志物的位姿处理方法，其特征在于包括下述步骤：(a)选取ARToolkitplus提供的Simple ID标志物作为增强现实系统的平面标志物，实时处理过程中，依据标志物检测和识别方法得到标志物的相关信息，以三维空间中的共线误差作为优化函数，OI算法由得到的2D和3D点之间的对应关系确定相机的位置和姿态；(b)由上述OI算法得到的初始值${\hat{P}}_1=({\hat{R}}_1,{\hat{t}}_1),$运用RPP算法获得使OI算法中的共线误差函数取得局部极值的另一解，比较得到的两个局部极值解，取共线误差较小的解作为最终处理结果；(c)由${\tilde{v}}_i=R_t{\hat{v}}_i,$${\tilde{t}}_1=R_t{\hat{t}}_1,$${\tilde{R}}_1=R_t{\hat{R}}_1$变换坐标系得到${\tilde{P}}_1=({\tilde{R}}_1,{\tilde{t}}_1);$(d)根据$E_{\mathrm{os}}(\tilde{R},\tilde{t})=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{\left|\right|(I-\frac{{\tilde{v}}_i{\tilde{v}}_i^t}{{\tilde{v}}_i^t{\tilde{v}}_i})(\tilde{R}{\tilde{R}}_z{\tilde{R}}_z^{-1}{p}_i+\tilde{t})\left|\right|}^2,$${\tilde{R}}_1{\tilde{R}}_z=R_z\left({\tilde{\gamma }}_1\right)R_y\left({\tilde{\beta }}_1\right)R_z\left({\tilde{\alpha }}_1\right)$以及${\tilde{v}}_i\propto R_z\left(\gamma \right)R_y\left(\beta \right){\tilde{p}}_i+\tilde{t}$计算并得到和(e)固定$\gamma ={\tilde{\gamma }}_1,$计算与$E_{\mathrm{os}}(\gamma ,\beta ,\tilde{t})=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{\left|\right|(I-\frac{{\tilde{v}}_i{\tilde{v}}_i^t}{{\tilde{v}}_i^t{\tilde{v}}_i})(R_z\left(\gamma \right)R_y\left(\beta \right)p_i+\tilde{t})\left|\right|}^2$式的所有局部极值相对应的参数β和(f)对所有局部极值，做逆变换得到(g)对所有的运用位姿处理方法，得到最终的P_i^*；(h)选取使E_os最小的解作为处理结果。