[发明专利]拍摄装置位姿估计方法、装置、计算机设备和存储介质

说明书

本申请涉及一种拍摄装置位姿估计方法、装置、计算机设备和存储介质。所述方法包括：通过对获取的三维点做主成分分析，确定世界坐标系下的控制点以及将三维点由世界坐标系下的控制点线性表出的第一线性系数；进而确定在拍摄装置坐标系下控制点的第二线性表出；通过对第二线性表出对应的线性方程组进行求解，确定控制点在拍摄装置坐标下的零空间的基和距离约束，确定控制点在拍摄装置坐标下的控制点坐标，根据控制点在拍摄装置坐标下的控制点坐标和控制点在世界坐标系下的控制点坐标，确定世界坐标系到拍摄装置坐标系的位姿坐标变换。采用本方法能够在确保数据处理的稳定性和精度的基础上，提高数据的处理效率。

技术领域

本申请涉及计算机视觉技术领域，特别是涉及一种拍摄装置位姿估计方法、装置、计算机设备和存储介质。

背景技术

拍摄装置位姿估计(Pose estimation)在计算机视觉领域扮演着十分重要的角色。拍摄装置位姿估计方法的准确性将直接影响到计算机视觉研究领域的视觉追踪、摄影测量、拍摄装置标定等任务的完成质量。

拍摄装置位姿估计即PNP(Perspective-n-Point)问题，是通过世界坐标系中的n个3D点的坐标值和这n个3D点投影在拍摄装置的单位焦平面(或者单位球面)上的2D坐标值来计算世界坐标系到拍摄装置坐标系的坐标变换的问题。

在解决拍摄装置位姿估计问题时，常采用P3P(Perspective-3-Point)，DLT(直接线性变换)、EPNP、UPNP、MRE等算法来实现；现有技术使用EPNP算法解决拍摄装置位姿估计问题时，可以确保高稳定性和高精度，但数据处理效率很低。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够在确保计算拍摄装置位姿估计的稳定性和精度的前提下，提高拍摄装置位姿估计的数据处理效率的拍摄装置位姿估计方法、装置、计算机设备和存储介质。

一种拍摄装置位姿估计方法，所述方法包括：

获取世界坐标系下的三维点；

通过对所述三维点做主成分分析，确定所述世界坐标系下的控制点；

确定各所述三维点由世界坐标系下的所述控制点线性表出的第一线性系数，以及各所述三维点由所述世界坐标系下的各控制点线性表出的坐标点；

根据所述第一线性表出系数、所述坐标点以及所述坐标点在拍摄装置坐标系下对应的投影点，确定所述投影点由拍摄装置坐标系下所述控制点的第二线性表出；通过对所述第二线性表出对应的齐次线性方程组进行求解，确定所述控制点在拍摄装置坐标下的零空间的基和距离约束；

根据所述零空间的基和所述距离约束确定对应的所述控制点在拍摄装置坐标下的控制点坐标；

根据所述控制点在拍摄装置坐标下的控制点坐标和所述控制点在所述世界坐标系下的控制点坐标，确定世界坐标系到拍摄装置坐标系的位姿坐标变换。

在其中一个实施例中，所述确定各所述三维点由世界坐标系下的所述控制点线性表出的第一线性系数，以及各所述三维点由所述世界坐标系下的各控制点线性表出的坐标点，包括：

根据所述第一线性表出系数确定各所述三维点由各所述控制点线性表出的第一线性表出；

根据所述第一线性表出确定各所述三维点由所述世界坐标系下的各控制点线性表出的坐标点。

在其中一个实施例中，所述根据所述第一线性表出系数、所述坐标点以及所述坐标点在拍摄装置坐标系下对应的投影点，确定所述投影点由拍摄装置坐标系下所述控制点的第二线性表出，包括：

根据所述坐标点以及所述坐标点在拍摄装置坐标系下对应的投影点，确定所述坐标点和所述投影点满足的位置关系式；