一种简单的位姿估计(PoseEstimation)计算方法

位姿估计在计算机视觉中至关重要。通过奇异值分解或最小二乘法,可以解决从合作标志的坐标求解旋转和平移矩阵的问题。为提高效率,通常使用正交坐标系并避免矩阵求逆。此外,由于欧拉角的非线性,求平均值时应先将其转换为四元数,然后平均,最后再转回欧拉角以减少误差。

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位姿估计是计算机视觉领域一个基本问题。若已获得合作标志在摄像机坐标系下的坐标值,一般情况可采用奇异值分解或最小二乘的方法求解位姿信息中的旋转矩阵与平移矩阵,满足

Pci=RcwPwi+t0

R2w=r11r21r31r12r22r32r13r23r33,t0=txtytz

其中下标 c 表示 Camera w 表示 World
奇异值分解是很通用的一种算法,但还不够简单。
一般情况下得到 3 个特征点就可以获得位姿信息。不失一般性我们假设合作目标上共有 n 个标志,其在物体自身坐标系下的坐标为
Pwi,i=1,2,n

计算得到对应的特征点在摄像机坐标系下的坐标为
P^ci,i=1,2,n
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