透视三点问题贝叶斯解法(BP3P)及其推广

透视三点问题（Perspective-Three-Point, P3P）是计算机视觉与摄影测量学领域的经典问题,在目标定位、视觉测量、虚拟现实及目标姿态计算等方面有重要的应用。提出基于贝叶斯的P3P问题新解法（BP3P）。从三控制点所确定的支撑平面出发,证明确定支撑平面是求解P3P问题的充要条件,并提出基于贝叶斯的支撑平面计算方法。利用从三控制点计算出的角度、长度比例等几何约束,通过归一化高斯函数来对其似然概率进行建模,并在高斯半球面上搜索最大似然概率求解支撑平面法向量。最后通过任意两控制点实际距离为参考计算平面的距离,确定支撑平面。对BP3P算法进行推广,能处理一般性平面几何约束,实现视觉定位。利用三组真实图像实验对算法进行验证。实验一的结果表明该算法不仅能解决P3P问题,还能对其多解现象进行分析。在实验二与实验三,算法利用一般性几何约束成功实现平面目标准确定位。