(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210820412.4 (22)申请日 2022.07.13 (71)申请人 厦门大学 地址 361000 福建省厦门市思明南路42 2号 (72)发明人 陈志为　冯宇良　张尧　 (74)专利代理 机构 厦门市首创君 合专利事务所 有限公司 3 5204 专利代理师 连耀忠 (51)Int.Cl. G06T 7/80(2017.01) G06T 7/73(2017.01) G06V 10/44(2022.01) (54)发明名称 一种基于计算机视觉和位姿估计的车辆时 空信息识别方法 (57)摘要 本发明提出了一种基于计算机视觉和位姿 估计的车辆时空信息识别方法， 包括： 确定相机 内参， 其中相机坐标系、 图像坐标系和像素坐标 系之间的变换矩阵称为相机内参； 以车辆为目标 构造世界坐标系； 选取目标点并确定目标点的世 界坐标和像素坐标； 根据目标点的世界坐标和像 素坐标， 求解相机相对于车辆的位置； 依据相机 相对于车辆的位置， 计算车辆的行驶轨迹； 本发 明提供的方法， 同传统的车辆定位方法相比， 基 于位姿估计计算车辆位置， 无需知 道环境先验情 况， 具有广大的适用范围， 适用于在运营环境未 知下识别车辆位置 。 权利要求书2页 说明书6页 附图5页 CN 115205397 A 2022.10.18 CN 115205397 A 1.一种基于计算机 视觉和位姿估计的车辆时空信息识别方法,其特 征在于， 包括： 确定相机内参， 其中相机坐标系、 图像坐标系和像素坐标系之间的变换矩阵称为相机 内参； 以车辆为目标构造世界坐标系； 选取目标点并确定目标点的世界坐标和像素坐标； 根据目标点的世界坐标和像素坐标， 求 解相机相对于车辆的位置； 依据相机相对于车辆的位置， 计算车辆的行驶轨 迹。 2.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉和位姿估计的车辆时空信息识别方法, 其特征在于， 所述确定相机内参， 其中相机坐标系、 图像坐标系和像素坐标系之 间的变换矩 阵称为相机内参， 具体包括： 相机内参确定三维空间坐标到二维图像坐标变换的过程， 通过相机标定获得相机 内参 系数。 3.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉和位姿估计的车辆时空信息识别方法, 其特征在于， 以车辆为目标构造世界坐标系， 具体为： 以车辆左前 方底部作为 三维坐标系的原点， 沿车辆的边 缘为轴线， 建立 坐标系； 若只有两个面， 则坐标系其中一轴垂直于相机平面。 4.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉和位姿估计的车辆时空信息识别方法, 其特征在于， 选取目标点并确定目标点的世界坐标和像素坐标， 具体为： 以车辆边框交点作为特征点， 当车辆尺寸信息确定， 即得到特征点在世界坐标中的坐 标信息， 若存在特征点在车辆背靠相机一侧， 利用几何估计得出特征点的坐标信息， 同时在 图像中找到对应特 征点， 确定特 征点的像素坐标， 其中世界坐标和像素坐标一 一对应。 5.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉和位姿估计的车辆时空信息识别方法, 其特征在于， 根据目标点的世界坐标和像素坐标， 求 解相机相对于车辆的位置， 具体为： 设一个特征点的世界坐标为Pw(X， Y， Z)， 其对应的像素坐标为P(x， y)， 已知相机内参K， 要求的是旋转矩阵R和平 移矩阵t： 等号两边同时左乘K‑1， 同时定义变换矩阵T＝[R|t],展开如下： 则K‑1＝Xr31+Yr32+Zr33+t3， 代入前两行化简得到 两个约束： 这里定义变换矩阵T的行向量： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115205397 A 2上述两个约束方程 化简为： Tt1Pw‑Tt3Pwx＝0 Tt2Pw‑Tt3Pwy＝0 且： 整理得： 根据4对特 征点， 采用最小二乘解出变换矩阵T； 当确定变换矩阵T， 则可以得出旋转矩阵R和平移矩阵t， R和t表示以相机坐标系和世界 坐标系之间的位置 关系， 且相机坐标系建立在相机上， 世界坐标系建立在车辆上， 因此R和t 反应相机相对于车辆的位置关系。 6.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉和位姿估计的车辆时空信息识别方法, 其特征在于， 依据相机相对于车辆的位置， 计算车辆的行驶轨 迹， 具体为： 在视频中逐帧计算相机与 车辆的位置信 息， 将相机的视觉里程信 息转化为车辆的运动 信息， 将每帧车辆信息拼接， 得到车辆连续的运动信息 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115205397 A 3