[发明专利]用于扩增实境的在线参考补丁产生和姿态估计

权利要求书

1.一种方法，其包括：

用移动平台捕获平面对象的一个图像，所述平面对象包括第一平行线集合，其垂直于第二平行线集合；

检测所述一个图像中的所述平面对象；

使用所述第一平行线集合的第一消失点来界定世界坐标系的第一轴，且使用所述第二平行线集合的第二消失点来界定所述世界坐标系的第二轴；

使用所述第一轴和所述第二轴恢复相机旋转；

使用恢复的所述相机旋转来产生所述平面对象的所述一个图像的至少一部分的参考补丁；以及

比较所述参考补丁与所述平面对象的额外所捕获图像，以估计所述移动平台相对于所述平面对象的姿态。

2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：

使用所述移动平台相对于所述平面对象的所述姿态而在所述移动平台上执行扩增实境应用。

3.根据权利要求1所述的方法，其中检测所述一个图像中的所述平面对象包括：

检测所述一个图像中的所述第一平行线集合和所述第二平行线集合；

确定所述第一平行线集合的所述第一消失点以及所述第二平行线集合的所述第二消失点；以及

使用所述第一消失点和所述第二消失点来确定所述第一平行线集合垂直于所述第二平行线集合。

4.根据权利要求3所述的方法，其中检测所述一个图像中的所述第一平行线集合和所述第二平行线集合以及确定所述第一平行线集合的所述第一消失点以及所述第二平行线集合的所述第二消失点包括：

通过识别延伸穿过同一消失点的若干线集合来检测所述一个图像中在三维空间中具有相同方向的多个线集合。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述平面对象为矩形，且其中检测所述一个图像中的所述平面对象包括矩形检测。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述矩形检测包括：

从所述一个图像提取轮廓；

识别所述轮廓中的矩形候选者；以及

通过确定所述矩形候选者的所述第一平行线集合的所述第一消失点以及所述矩形候选者中的所述第二平行线集合的所述第二消失点且使用所述第一消失点和所述第二消失点来确定所述第一平行线集合垂直于所述第二平行线集合来检验所述轮廓为矩形。

7.根据权利要求6所述的方法，其中识别所述轮廓中的所述矩形候选者包括通过多边形近似用线对所述轮廓进行分段，其中具有四条线的经分段轮廓被视为所述矩形候选者。

8.根据权利要求5所述的方法，其中所述矩形检测包括在所检测矩形的相邻边之间的角度小于阈值的情况下，消除所述所检测矩形。

9.根据权利要求5所述的方法，其中所述矩形检测包括：检测多个矩形；将所述多个矩形的定向确定为含有所述多个矩形中的每一者的平面表面的表面法线；以及基于所述多个矩形的所述定向来选择矩形。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述平面对象的所述一个图像的至少所述部分的所述参考补丁包括由所述第一平行线集合和所述第二平行线集合限定的关键点特征。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述平面对象的所述一个图像的至少所述部分的所述参考补丁包括由所述第一平行线集合和所述第二平行线集合限定的线特征。

12.根据权利要求11所述的方法，其中由所述第一平行线集合和所述第二平行线集合限定的所述线特征包括所述第一平行线集合和所述第二平行线集合上的多个点，包含所述第一平行线集合与所述第二平行线集合之间的相交点。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述平面对象的所述一个图像的至少所述部分的所述参考补丁包括不由所述第一平行线集合和所述第二平行线集合限定的特征。

14.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括将所述参考补丁发射到第二移动平台。