[发明专利]一种鲁棒的实时在线摄像机跟踪方法

权利要求书

1.一种鲁棒的实时在线摄像机跟踪方法，其特征在于：包括初始化阶段和运行时阶段两个部分，其中初始化阶段包括：

(1)用户从输入的视频信号或者图像序列信号中选取两幅图像，并将这两幅图像转换为灰度格式，要求所述两幅图像中均存在同一平面的全部或部分内容；

(2)对于输入的图像采用角点检测方法，检测出图像中存在的角点，再根据每一个角点附近图像块信息，计算以角点为中心的小图像块，即特征点的描述器；以一幅图像中的所有特征为基础集合，在另一幅图像中搜索每一个特征点在基础集合中的距离最近的特征点，组成一个特征点匹配；

(3)根据所有的特征点匹配，计算两幅图像之间的单应性变换矩阵；设定两幅图像中共享的平面为世界坐标系基准平面，计算每一对匹配的特征点在三维坐标系中的交点，从而求得每一对匹配的特征点三维坐标，每一个已知世界坐标系中三维坐标的特征点是一个三维特征；

(4)将所有的三维特征组织成一个初始三维特征集合；

所述运行时阶段包括：

(a)从输入的视频或图像序列中获取一幅图像，并转换为灰度格式；

(b)对于输入的图像采用角点检测方法，检测出图像中存在的角点，再根据每一个角点附近图像块信息，计算以角点为中心的范围内的图像的特征描述器；

(c)以初始化阶段步骤(4)中得到的三维特征集合中的特征点为基础集合，对于图像中的每一个特征点，在基础集合中找到与该特征点的特征描述器距离最近的特征点，并用这样的点对构成匹配集合；

(d)对于(c)中形成的匹配集合，检测匹配的特征点在两幅图像之间是否满足同一个刚性变换，对于不满足刚性变换约束的特征匹配，将其从匹配集合中剔除；

(e)根据剩下的特征匹配计算摄像机姿态；

(f)根据步骤(e)中计算出的摄像机姿态，判断当前输入图像是否应该作为关键帧加入到特征集合中，如果是，则初始化新的特征，并将新的特征加入到三维特征集合中。

2.根据权利要求1所述的鲁棒的实时在线摄像机跟踪方法，其特征在于：所述步骤(2)和步骤(b)中角点检测方法采用特征描述器进行三维到二维特征的匹配。