一种基于视觉成像的快速收敛的位姿测量算法及实验研究

摘要

由三维目标与其二维图像估计相对于目标的位置和姿态是计算机视觉成像中的一个重要问题.正交迭代(OI)算法是一种快速、且能全局收敛的姿态估计方法,但是当数据恶化时,不能给出正确的旋转矩阵.本文改进了该算法中旋转矩阵求解方法,避免了旋转矩阵求解中出现的错误.建立了模拟实验系统,使用改进的算法进行测量,在0.45～5.20 m的范围内,摄像机到目标距离的相对误差小于±0.41%;在距离为3 m时,旋转角度测量误差小于±1.8°.数学仿真结果表明,改进后算法的抗噪声能力得到改善,结果更为准确,且能快速收敛.