针对单目运动像机无法确定点状运动物体三维位置的难题

提出了一种求解点状运动物体三维位置的方法

利用直线在其法平面上的投影为点这个特性

将各时刻像机光心与物体位置的连线(以下称观察视线)投影到以运动物体轨迹为法线的平面上

通过迭代使其投影线交于一点

交点对应的直线就是物体的运动轨迹

仅需要取大于等于5个时刻的数据就可以确定物体的运动轨迹。假设物体作匀速直线运动

根据各时刻像机内外参数以及运动物体的成像列出线性方程组

得到物体运动轨迹的初值;将各时刻的观察视线投影到物体运动轨迹初值的法平面上

得到一系列投影视线的交点

并通过RANSAC方法剔除交点的野值;寻找这些RANSAC后的内点的最小外接圆

其圆心就是待求解的物体运动轨迹在法平面上的投影;通过几次迭代计算

就可以得到精度较高的定位结果。仿真和实验表明

该方法不仅对沿直线运动的物体有较好的定位精度

而且将一些复杂运动看作分段直线运动进行求解

也能够取得较好的结果。