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基于特征点不确定性加权误差的位姿估计新方法
  • ISSN号:1005-0086
  • 期刊名称:光电子-激光
  • 时间:2012
  • 页码:1348-1355
  • 分类:TP391[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]中国科学院沈阳自动化研究所,辽宁沈阳110016, [2]中国科学院研究生院,北京100049, [3]中国科学院光电信息处理重点实验室,辽宁沈阳110016, [4]辽宁省图像理解与视觉计算重点实验室,辽宁沈阳110016
  • 相关基金:基金项目:国家自然科学基金(51005229)资助项目
  • 相关项目:基于数字相移和双目视觉的非朗伯体表面测量方法研究
中文摘要:

计算机视觉中一般是利用优化技术最小化目标函数来估计位姿,目标函数通常是由图像平面上特征点重投影误差构成,并且假设测量噪声是各向同性且独立同分布的高斯噪声,所得到的位姿是在该假设条件下的极大似然最优估计。然而,在实际应用中这种假设并不总是成立,测量噪声通常是各向异性且非独立同分布,而且常常具有很强的方向性。为此,本文提出了一种新的特征点位姿估计方法,首先对特征点的方向不确定性建模,然后将方向不确定性融入到重投影误差中,构造基于不确定性加权误差的新目标函数,最后利用Levenberg—Marquardt算法优化目标函数求解位姿。大量实验结果表明,本方法可以适应不同程度的方向不确定性,精度优于现有迭代方法。而且随着不确定性的增加,位姿解的精度并没有明显变差。

英文摘要:

Pose estimation problem in computer vision is often solved by minimizing cost functions that combine the reprojection errors in the 2D images,but the cost functions are based on the assumption that measurement noises are isotropic, independent and identically distributed (i. i. d. ) at every 2D feature point, so the solution of pose becomes statistically meaningful and optimal in the sense of maximum like- lihood. However, this assumption is rarely the ease in real applications, where the positional noise not only varies at different features, but also has strong directionality. In this situation, we propose a new pose estimation method that incorporates the directional uncertainty of the points into reprojection errors and constructs a new uncertainty-weighted cost function. The method can adapt to varying degrees of directional uncertainty and guarantee more accurate results. In particular, unlike other reprojection-error-based methods,our method does not degrade with increase in directionality of uncertainty. Finally we demonstrate the effectiveness of the method by experiments on synthetic data that contains high directional uncertainty.

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期刊信息
  • 《光电子.激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:天津市教育委员会
  • 主办单位:天津理工大学 中国光学学会
  • 主编:巴恩旭
  • 地址:天津市西青区宾水西道391号
  • 邮编:300384
  • 邮箱:baenxu@263.net baenxu@aliyun.com
  • 电话:022-60214470
  • 国际标准刊号:ISSN:1005-0086
  • 国内统一刊号:ISSN:12-1182/O4
  • 邮发代号:6-123
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:16551