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Camera pose estimation based on PnL with a known vertical direction

Lecrosnier, Louis und Boutteau, Remi und Vasseur, Pascal und Savatier, Xavier und Fraundorfer, Friedrich (2019) Camera pose estimation based on PnL with a known vertical direction. IEEE Robotics and Automation Letters, 4 (4), Seiten 3852-3859. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/LRA.2019.2929982. ISSN 2377-3766.

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Offizielle URL: https://www.ieee-ras.org/publications/ra-l

Kurzfassung

In this paper, we address the problem of camera pose estimation using 2D and 3D line features, also known as PnL (Perspective-n-Line) with a known vertical direction. The minimal number of line correspondences required to estimate the complete camera pose is 3 (P3L) in the general case, yielding to a minimum of 8 possible solutions. Prior knowledge of the vertical direction, such as provided by common sensors (e.g. Inertial Measurement Unit, or IMU), reduces the problem to a 4 Degree of Freedom (DoF) problem and outputs a single solution. We benefit this fact to decouple the remaining rotation estimation and the translation estimation and we present a two-fold contribution: (1) we present a linear formulation of the PnL problem in Plucker lines coordinates with a known ¨ vertical direction, including a Gauss-Newton-based orientation and location refinement to compensate IMU sensor noise. (2) we propose a new efficient RANdom SAmple Consensus (RANSAC) scheme for both feature pairing and outliers rejection based solely on rotation estimation from 2 line pairs. This greatly diminishes the computational cost compared to a RANSAC3 or RANSAC4 scheme. We evaluate our algorithms on synthetic data and on our own real dataset. Experimental results show state of the art results in term of accuracy and runtime, when facing 2D noise, 3D noise and vertical direction sensor noise

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/132275/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Camera pose estimation based on PnL with a known vertical direction
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Lecrosnier, LouisNormandie Univ.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Boutteau, RemiNormandie Univ.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Vasseur, PascalLITIS, Universite de Rouen, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Savatier, XavierNormandie Univ.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fraundorfer, Friedrichfriedrich.fraundorfer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5805-8892NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:September 2019
Erschienen in:IEEE Robotics and Automation Letters
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:4
DOI:10.1109/LRA.2019.2929982
Seitenbereich:Seiten 3852-3859
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Okamura, A.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISSN:2377-3766
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Computer Vision for Other Robotic Applications, Sensor Fusion, Localization
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben hochauflösende Fernerkundungsverfahren (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Methodik der Fernerkundung > Photogrammetrie und Bildanalyse
Hinterlegt von: Reinartz, Prof. Dr.. Peter
Hinterlegt am:06 Dez 2019 12:24
Letzte Änderung:23 Jul 2022 13:45

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