Estimativa Global Ótima de Pose Relativa e Escala a Partir Apenas de Correspondências de Imagem com Direção Vertical Conhecida

A instalação de sistemas de múltiplas câmeras e unidades de medição inercial (IMUs) em carros autônomos, veículos aéreos micro e robôs está se tornando cada vez mais comum. Uma IMU fornece a direção vertical, permitindo que os quadros de coordenadas sejam alinhados em uma direção comum. Os graus de liberdade (DOFs) da matriz de rotação são reduzidos de 3 para 1. Neste artigo, propomos um solucionador globalmente ótimo para calcular as poses relativas e a escala de câmeras generalizadas com uma direção vertical conhecida. Primeiro, a função de custo é estabelecida para minimizar o erro algébrico no sentido dos mínimos quadrados. Em seguida, a função de custo é transformada em dois polinômios com apenas duas incógnitas. Por fim, o método do autovalor é usado para resolver o ângulo de rotação relativa. O desempenho do método proposto é verificado em conjuntos de dados simulados e KITTI. Experimentos mostram que nosso método é mais preciso do que o solucionador de ponta existente na estimativa da pose e escala relativas. Comparado ao melhor método entre os métodos de comparação, o método proposto neste artigo reduz o erro da matriz de rotação, o erro do vetor de translação e o erro de escala em 53%, 67% e 90%, respectivamente.