多相机系统通用姿态估计与自校准重建方法

需积分: 9 0 下载量 66 浏览量 更新于2024-07-14 收藏 1.3MB PDF 举报
"这篇文章是关于多相机束调整(Multi-ColBundle Adjustment)的,它提出了一种通用、模块化的算法,用于估计多相机系统的姿态、同时进行自我校准和重建。作者Steffen Urban等人在2017年发表在《国际计算机视觉杂志》上,提出了扩展的共线性方程,能直接表达所有图像观测值与未知参数的关系,包括相机间的相对定向,从而实现对相机系统、单个相机和场景重建的联合优化。" 在多相机系统中,束调整(Bundle Adjustment, BA)是一种关键的技术,用于优化相机参数和三维结构。传统的束调整方法通常基于单个相机的几何特性,如针孔模型,而本文提出的“MultiColBundleAdjustment”则引入了一种更通用的方法,不仅考虑了相机的内在参数,如焦距、主点坐标,还考虑了相机间的相对姿态,以及多相机系统的全局框架。 该方法的核心是扩展的共线性方程。在传统的共线性方程中,图像点、三维点和相机光心之间的关系被表示出来。而这里,作者将相机模型扩展为更一般的形式,并且包含了相机相对于固定多相机系统框架的相对定向。这样,每个相机的图像观测可以直接表示为所有未知参数(包括相机参数、三维点坐标和系统姿态)的函数,从而实现了对整个系统的联合优化。 自我校准是指在没有先验知识的情况下,通过图像数据自动确定相机的内参和外参。在多相机系统中,每个相机可能有不同的畸变和安装位置,自我校准能够消除这些不确定性,提高重建和定位的精度。同时,文章还讨论了如何利用这种方法进行场景的三维重建,即根据多视图图像恢复场景中物体的三维坐标。 论文强调了这种方法的模块化特性,这意味着它可以适应各种多相机系统,不论其结构如何复杂。此外,它还可以单独用于估计系统的姿态,这对于机器人导航和SLAM(Simultaneous Localization And Mapping,同步定位与建图)等应用至关重要。 "MultiColBundleAdjustment" 提供了一个强大的工具,用于处理多相机系统的优化问题,它能够同时解决相机参数校准、系统姿态估计和三维重建,对多相机系统的理论研究和实际应用都有着重要的贡献。