Minimal solver for relative pose estimation under planar motion

Authors:
  • BGBangLei GUAN
    BangLei GUAN
  • JZJi Zhao
    Ji Zhao
  • YSYang Shang
    Yang Shang
  • QYQiFeng YU
    QiFeng YU
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Abstract
基于视觉的相对位姿估计是自动驾驶车辆等移动机器人进行自主定位与环境感知的核心关键技术. 为提高相对位姿估计算法的精度、效率和鲁棒性, 寻求相对位姿估计的最小配置解一直是重点关注的研究热点. 传统的相对位姿估计算法通常仅使用图像匹配点对中的图像坐标信息, 忽略特征描述子提供的特征旋转角和尺度等额外信息. 针对移动机器人应用中单目相机平面运动这一常见情景, 本文利用图像特征描述子提供信息中的约束方程, 提出了一种新的平面运动估计最小配置解. 根据地面场景上图像特征满足的单应约束, 利用单个旋转不变特征中的图像坐标和旋转角信息, 闭式求解单目相机平面运动的相对位姿. 由于该方法所需要的特征数量最少, 因此可以高效地与RANSAC方法或直方图投票方法相结合, 用于两视图之间的初始运动估计和误匹配点对剔除. 仿真和公开数据集实验表明本文能够明显提高单目相机平面运动估计的精度和鲁棒性, 可运用于自动驾驶车辆等移动机器人在地面、道路等典型场景上的自主定位与视觉感知.

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