35、基于双视图的多平面场景自动相机定位、重建与分割

基于双视图的多平面场景自动相机定位、重建与分割

1. 引言

在人造环境中，平面物体十分常见，如墙壁、门、书籍、桌子等家具。利用平面表面进行相机定位和结构恢复，近年来受到了计算机视觉领域的广泛关注。同时，图像分割、相机校准以及地图构建等任务也与多平面场景的应用密切相关。

相机定位问题旨在确定拍摄图像时相机的位置和姿态。本文提出了一种迭代线性算法，该算法利用场景中平面性所产生的几何和代数约束，仅通过线性方程组来解决相机定位、场景重建和图像分割这三个问题，避免了复杂的多线性或非线性问题，以及因初始定位猜测误差导致的不稳定性。

2. 相关工作

• Faugeras和Lustman的工作 ：使用一个平面和两个视图，提出了用于运动和结构恢复的线性方法，并引入了由场景刚性和平面性诱导的几何和代数约束，解决了通过平面定位相机的问题，但该问题存在多解情况，增加一个观察平面可消除歧义。
• Simon等人的工作 ：提出了一个用户辅助系统，用于在无标记场景中跟踪平面，同时提出了一种类似DLT的算法，用于计算与刚性多面体结构一致的图像间单应性。
• Bartoli等人的工作 ：将多平面场景的运动和结构恢复问题表示为一个具有显式对极几何计算的非线性代价函数。
• Malis和Cipolla的工作 ：引入了平面同调用于多平面结构的自动校准，但未提出分割阶段。
• 相关分割工作 ：使用几何约束对多平面场景进行分