[发明专利]一种利用视差空间集束调整的高精度实时立体视觉定位方法

权利要求书

1.一种利用视差空间集束调整的高精确实时立体视觉定位方法，其特征在于它包括以下步骤：

步骤一、对视频流当前帧的立体图像对进行极线校正，视频流的第一帧选为起点帧；视频流由立体相机的摄像头拍摄形成；

步骤二、提取第一图像的CenSurE特征和U-SURF描述符，所述第一图像为所述立体图像对中的左图像和右图像之一；

步骤三、采用SAD区域匹配方法沿第二图像水平方向极线进行一维搜索得到第一图像CenSurE特征对应的图像坐标，从而得到特征点的3D坐标；所述第二图像为所述立体图像对中的左图像和右图像之另一；所述特征点为摄像头拍摄的同一场景图像关键点，具体反映在立体图像第一图像CenSurE特征和第二图像对应图像坐标；

若当前帧为起点帧，则将当前帧的下一帧作为当前帧，重复步骤一至三的处理步骤；否则，对所述当前帧再进行步骤四和五；

步骤四、对当前帧和前一帧立体图像的特征点集进行一一匹配；

步骤五、采用RANSAC算法和2D-3D位姿估计方法得到匹配内点和拍摄当前帧时的所述摄像头运动参数，包括相对位置、相对姿态；所述相对位置为平移参数t，所述相对姿态为旋转参数R；

步骤六、如步骤五所述的当前帧与起点帧之间的帧数、起点帧和当前帧的总和小于N，将步骤五所述的当前帧的下一帧作为当前帧，对所述当前帧进行步骤一至五的处理，否者，进行步骤七和步骤八的处理；N＝2*n+1，n为大于等于1的自然数；

步骤七、利用当前帧前的N帧中的两两相邻帧的匹配内点之间的视差空间投影约束，采用视差空间集束调整对拍摄当前帧的前n帧摄像头的运动参数进行迭代优化；

如步骤七所述的当前帧与起点帧之间的帧数等于N，则所述迭代优化的初值为当前帧前的n帧的摄像头运动参数；否则，所述迭代优化的初值为当前帧前的n-1帧在视差空间集束调整后的摄像头运动参数和当前帧运动参数；

步骤八、利用拍摄所述当前帧前第1帧时摄像头的全局位置姿态参数和拍摄所述当前帧时摄像头运动参数的迭代优化值，得到拍摄当前帧时摄像头的全局位置姿态参数作为拍摄实时帧时摄像头的全局位置姿态参数，以对摄像头实时立体视觉定位。

2.根据权利要求1所述的利用视差空间集束调整的高精度实时立体视觉定位方法，其特征在于在所述步骤一中，采用以下步骤：

利用已标定立体相机的参数，采用极线校正方法对立体图像对进行校正，使立体图像对的左右图像对应的特征点位于同一水平扫描线上，同时得到校正后立体相机基线长度B和焦距f。

3.根据权利要求1所述的利用视差空间集束调整的高精度实时立体视觉定位方法，其特征在于在所述步骤二中，采用以下步骤：

(1)、计算得到第一图像的积分图像；

(2)、利用积分图像在每个像素上计算六个尺度的盒子核近似高斯拉普拉斯滤波器响应；

(3)、采用非极大值抑制检测局部极大值得到CenSurE特征，所述CenSurE特征包括其图像坐标(u，v)、尺度s及极大值；

(4)、利用积分图像和CenSurE特征的图像坐标(u，v)和尺度s计算对应的U-SURF描述符。