楼道消失点查找与跟踪的迭代算法.pdf

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1、第31卷第3期计算机应用研究V01．31No．32014年3月ApplicationResearghofComputersMar．2014楼道消失点查找与跟踪的迭代算法张强，王恒升(1．中南大学机电工程学院，长沙410083；2．高性能复杂制造国家重点实验室，长沙410083)摘要：提出了一种新的消失点跟踪算法。具体地，改进了梯度霍夫变换，引入映射的参考点；结合梯度方向信息进行映射，提高了映射速度；采用加权最小二乘法在参数空间拟合三角函数曲线，直接计算消失点的坐标。通过迭代的方法更新参考点的坐标，从而使算法精确查找到消

2、失点的位置。实验证明。此算法可以快速准确地查找到楼道环境的消失点，并且迭代速度可以满足消失点的实时跟踪要求。关键词：楼道消失点；梯度霍夫变换；霍夫变换参考点；最小二乘拟合中图分类号：TP391．4文献标志码：A文章编号：10013695(2014)03．0735．04doi：10．3969／j．issn．1001—3695．2014．03．023IterativealgorithmforcorridorvanishingpointdetectionandtrackingZHANGQiang，WANGHeng—sheng

3、’(1．CollegeofMechanical&ElectricalEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha410083，China；2．StateKeyLaboratoryforHighPer-formaneeComplexManufacturing，Changsha410083，China)Abstract：Thispaperproposedanovelalgorithmforvanishingpointtracking．Specifically，itproposeda

4、nimprovedgradientHoughtransformapproach，introducedthereferencepointofmapping，mappedthepixelsinimagespacetotheparameterspacecombinedwiththegradientdirection，whichcouldboostuptheHoughtransform，andcalledtheweightedleastsquarefittingtofitthetrigonometriccurveinthepa

5、rameterspaceinordertodirectlycalculatethecoordinateofthevanishingpoint．Thealgo—rithmcouldfindthevanishingpointpreciselythroughiterativemethod：Experimentresultsshowthatthismethodcanfindthevanishingpointinthecorridorfastandaccuratelyandthetimeconsumingistolerablei

6、nreal-timevanishingpointtracking．Keywords：corridorvanishingpoint；gradientHoughtransform；Houghtransformreferencepoint；leastsquarefitting变换将相交直线簇映射为参数空间的直线，然后再次进行霍夫0引言变换映射为一个点。通过求解参数空间下点的坐标计算消失点位置。这种算法仅适合应用在边界线清晰且规则的室内楼道环境的消失点检测对于室内机器人的视觉定位和导环境，而且两次霍夫变换的计算量很大。另一种适

7、应性更强的航是一个非常重要的任务。根据摄像机成像的透视几何J，求建筑物透视点的方法是高斯球(Gaussiansphere)t4j映射，这三维空间里的平行线会在视场里相交于一点，称为消失点。种方法可以在透视效应不太强的图片上计算多个方向的消失国内外对于楼道消失点的检测作了很多研究，提出的消失点检点，但是同样受到计算量太的约束。另外，楼道及室内环境的测的算法通常有基于纹理方向的累加投票算法和基于边界直机器人多采用视觉辅助其他传感器的方式，如结合捷联惯性导线的算法。基于纹理的透视变形求解消失点’的算法是通航系统或激光设备进行

8、导航。过对图像中的像素点与Gabor算子进行卷积计算，求得纹理方大部分算法都对楼道环境的噪声敏感，在较复杂环境下容向，进而通过累加投票算法得到消失点的位置。这种方法的计易得到不精确或错误的消失点位置；或者由于算法复杂，难以算结果稳定，抗干扰能力强，可以求解室外不规则的道路和特满足实时性要求。因此，本文针对楼道环境提出了一种快速稳征