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姿态估计问题，是计算机视觉中的经典问题之一。所谓姿态估计，就是要估计摄像机坐标系和世界坐标系之间的刚体变换关系，包含一个旋转和一个平移。本文主要研究了基于点对应或线对应的姿态估计问题，即PPNP(Perspective-N-Point)和PNL(Perspective-N-Line)问题。对于PNP问题，我们主要考虑了N为3的情况，对它的多解现象做了一些探讨，而对于PNL问题，主要研究了一种新的估计算法。本文的主要工作如下：
1.给出了P3P问题存在多解的两个一般性条件。在P3P两种定义等价的前提下，推导出P3P问题有四个和三个解的一般性条件，即我们确定了某些平面，证明一旦光心落在这些区域，则相应的P3P问题一定有4个正解。另外，我们还证明了当光心落在危险圆柱面上时，相应的P3P问题一定有3个正解。这里“一般”的意思是说这个条件并不是孤立的或甚少发生的，而是很容易碰到的，这给实际应用带来相当大的风险。
2.研究了P3P问题多解的概率问题。一般情况下，P3P问题可能出现1，2，3或4个解。本文利用“蒙特·卡罗”方法，模拟出P3P问题分别出现1，2，3，4个解的概率为0.9993，0.0007，0.0000，0.0000。结果再次证实了如下的事实：即在大多数情况下，P3P问题有唯一解，这进一步说明了用P3P来定位的可行性。
3.研究了基于PNL问题的估计算法。利用“对偶数”这一数学工具，可以得到与点变换相类似的线之间的变换关系，从而可以利用线的整体信息进行定位，避免仅利用线上孤立的单个点的缺点。