[發明專利]機器人式運載工具的圖像傳感器初始化

在審

• 申請號: 201780093478.5
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN111094893A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 劉曉輝;Y·姜;L·徐;任江濤;Y·鄒
• 申請（專利權）人: 高通股份有限公司
• 主分類號: G01C21/00
• 分類號: G01C21/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 張海燕

各個實施例包括用于初始化機器人式運載工具的圖像傳感器的處理設備和方法。在一些實施例中，機器人式運載工具的處理器可以從目標圖像的經捕獲的圖像中提取第一特征，可以從目標圖像的預定義的圖像金字塔中提取第二特征，可以將第一特征和第二特征進行匹配，以及可以基于經匹配的特征和目標圖像的已知尺寸來估計圖像傳感器姿態。在一些實施例中，處理器可以基于經匹配的特征以及機器人式運載工具的平移和/或旋轉來估計圖像傳感器姿態。在一些實施例中，處理器可以基于一個或多個圖像傳感器姿態來確定用于機器人式運載工具的坐標系。

背景技術

正在開發機器人式運載工具以用于廣泛的應用。機器人式運載工具可以被配備有能夠捕獲圖像、圖像序列或視頻的相機。一些機器人式運載工具可以被配備有單目圖像傳感器，諸如單目相機。

機器人式運載工具可以執行同時定位和地圖構建(SLAM)，以構造和更新未知環境的地圖，同時跟蹤機器人式運載工具在環境內的位置。機器人式運載工具可以使用其圖像傳感器設備來收集對SLAM有用的數據。然而，對于配備有單目圖像傳感器的機器人式運載工具，圖像傳感器可能無法提供足夠的信息以使機器人式運載工具能夠確定圖像傳感器位置和方向(姿態)兩者以及環境的地圖點。此外，對于配備有單目圖像傳感器的機器人式運載工具，圖像傳感器的初始化至關重要。單目圖像傳感器初始化中的錯誤可能會導致機器人式運載工具的坐標系中的無法糾正的偏差或錯誤。

發明內容

各個實施例包括可以在機器人式運載工具的處理器上實現的用于機器人式運載工具的圖像傳感器的圖像傳感器初始化的方法。

各個實施例可以包括：利用機器人式運載工具的圖像傳感器來捕獲目標圖像的圖像；從所捕獲的圖像中提取第一特征；從目標圖像的預定義的圖像金字塔中提取第二特征；將一個或多個提取出的第一特征與一個或多個提取出的第二特征進行匹配；基于經匹配的特征和目標圖像的已知尺寸來估計圖像傳感器姿態；確定圖像傳感器姿態是否在一個或多個門限內；以及響應于確定圖像傳感器姿態不在該一個或多個門限內，將機器人式運載工具操縱到從其處捕獲目標圖像的另一圖像的另一位置。

在一些實施例中，圖像傳感器初始化可以包括基于單目相機的同時定位和地圖構建(SLAM)初始化。一些實施例還可以包括：響應于確定圖像傳感器姿態在該一個或多個門限內，確定圖像傳感器初始化成功。

在一些實施例中，將機器人式運載工具操縱到從其處捕獲目標圖像的另一圖像的另一位置可以包括：響應于確定圖像傳感器姿態不在該一個或多個門限內，計算或確定優選相對姿態；確定與該優選相對姿態相關聯的位置；以及將機器人式運載工具操縱到所確定的位置。

在一些實施例中，將機器人式運載工具操縱到從其處捕獲目標圖像的另一圖像的另一位置可以包括：將機器人式運載工具操縱到一個或多個其它位置；從其它位置中的每個位置捕獲目標圖像的另一圖像；從另一圖像中提取第三特征；將一個或多個提取出的第三特征與一個或多個提取出的第二特征進行匹配；以及基于經匹配的第二特征和第三特征以及目標圖像的已知尺寸來估計第二圖像傳感器姿態。

各個實施例可以包括：利用機器人式運載工具的圖像傳感器來捕獲圖像；從所捕獲的圖像中提取第一特征；確定提取出的特征的數量是否超過門限特征數量；響應于確定提取出的特征數量超過門限特征數量，將機器人式運載工具操縱到另一位置；獲得機器人式運載工具的平移和機器人式運載工具的旋轉中的一項或多項；確定機器人式運載工具的角速度是否小于角速度門限；將一個或多個提取出的第一特征與從經捕獲的第二圖像中提取的一個或多個第二特征進行匹配；以及基于經匹配的特征以及機器人式運載工具的平移和機器人式運載工具的旋轉中的一項來估計圖像傳感器姿態。

在一些實施例中，將一個或多個提取出的第一特征與從經捕獲的第二圖像中提取的一個或多個第二特征進行匹配可以包括：將機器人式運載工具操縱到另一位置；從另一位置捕獲下一圖像并且處理該下一圖像；從該下一圖像中提取該第二特征；以及將來自第一圖像的第一特征與來自該下一圖像的該第二特征進行匹配。