[發(fā)明專利]基于單目視覺的共享單車輔助定位方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811212627.8
• 申請日: 2018-10-17
• 公開（公告）號: CN111062986A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葛嵩
• 申請（專利權(quán)）人: 千尋位置網(wǎng)絡(luò)有限公司
• 主分類號: G06T7/70
• 分類號: G06T7/70;G06T7/80
• 代理公司: 上海市海華永泰律師事務(wù)所 31302
• 代理人: 包文超

本發(fā)明提供了一種基于單目視覺的共享單車輔助定位方法及裝置，所述包括以下步驟：對單目攝像頭內(nèi)參和畸變參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，得到優(yōu)化的攝像頭內(nèi)參和畸變參數(shù)；通過在單目攝像頭視域范圍內(nèi)選取空間參考物，獲取空間參考物特征點的三維坐標(biāo)，建立空間參考物特征點的圖像二維像素點與三維坐標(biāo)點的對應(yīng)關(guān)系；基于優(yōu)化的攝像頭內(nèi)參和畸變參數(shù)以及圖像二維像素點與三維坐標(biāo)點的對應(yīng)關(guān)系，計算攝像頭外參；基于優(yōu)化的攝像頭內(nèi)參和攝像頭外參，計算共享單車三維坐標(biāo)。本發(fā)明可有效解決二維圖像因投影變換造成的位置失真問題，同時通過空間參考物的引用，可對攝像頭的外參數(shù)進(jìn)行自標(biāo)定，可有效解決因攝像頭移動造成的攝像頭重新標(biāo)定問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及定位技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于單目視覺的共享單車輔助定位方法及裝置。

背景技術(shù)

共享單車是一種新型環(huán)保共享經(jīng)濟，以分時租賃的模式提供自行車單車共享服務(wù)。共享單車不僅可以解決人們出行最后一公里的難題，同時具有綠色出行、低碳環(huán)保的優(yōu)點。單車出行既節(jié)約資源、減少污染、緩解交通擁堵，又有益于身體健康，同時設(shè)備共享，大大提高了設(shè)備的利用率。早在2007年由國外興起的共享單車模式被引入國內(nèi)，直到2014年還多以有樁車提供服務(wù)。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，從2014年起，以摩拜、OfO為代表的互聯(lián)網(wǎng)共享單車應(yīng)運而生。隨著更加便捷的無樁單車替代有樁單車，共享單車進(jìn)入了快速發(fā)展階段。火爆的市場、多家企業(yè)的競爭，造成共享單車市場投放量的快速增加，局部地區(qū)已經(jīng)過飽和，隨之而來的是單車亂停亂放現(xiàn)象日益增多，已經(jīng)嚴(yán)重影響公共交通秩序及城市文明形象。

為解決共享單車違停的問題，政府逐漸出臺了多項法律法規(guī)，多個城市劃定白實線構(gòu)成的矩形區(qū)域為專有共享單車停車區(qū)域，停在規(guī)定區(qū)域外的單車被視為違停，而針對違停行為會有一定的懲罰措施。目前針對違停單車的檢測最主流的手段是電子圍欄，具體方法為首先針對每一個停車區(qū)域通過高精度定位設(shè)備獲取其邊界點的經(jīng)緯度坐標(biāo)，然后基于邊界點的坐標(biāo)構(gòu)建電子圍欄，通過計算停放單車位置與最近電子圍欄的位置關(guān)系，判斷其是否為違停。單車的停放位置獲取主要有兩種方式，一種是基于車上高精度定位芯片(多集成在車鎖中)獲取單車位置，另一種是基于藍(lán)牙等通訊傳輸手段提供單車與某已知位置的物體的相對位置信息(距離，方向)，進(jìn)而計算單車停放的位置。

單車的高精度位置獲取，是基于電子圍欄進(jìn)行違停檢測的技術(shù)基礎(chǔ)。隨著著定位技術(shù)的快速發(fā)展，高精度位置服務(wù)已經(jīng)開始服務(wù)于人們的生活，在共享單車鄰域，已經(jīng)有很多品牌的單車集成了高精度的定位服務(wù)，可以隨時獲取單車的高精度位置，這也為基于電子圍欄的違停檢測方案提供了技術(shù)基礎(chǔ)。然而單車停放區(qū)域多為人流密集的商業(yè)區(qū)、地鐵站和居住區(qū)域，高程建筑較多，遮擋和多路徑問題嚴(yán)重，導(dǎo)致基于衛(wèi)星定位的精度下降，使得基于電子圍欄的違停檢測算法無法穩(wěn)定的提供服務(wù)，有大量的誤報、漏報現(xiàn)象發(fā)生。而基于藍(lán)牙等通訊手段，提供單車與某已知位置物體(多為固定攝像頭)的相對位置信息(距離，角度)，進(jìn)一步計算其絕對位置信息的方案存在通訊不穩(wěn)定、單車上攜帶的傳感器精度不高、通訊設(shè)備成本高的問題，使其較難運用到實際場景當(dāng)中。基于監(jiān)控攝像頭拍攝的圖像進(jìn)行單車檢測和輔助定位也是一種違停檢測方案。但是因為投影變換的原因，二維圖像上的位置關(guān)系無法反映真實的單車與圍欄位置關(guān)系，進(jìn)而要求攝像頭要架設(shè)在停車區(qū)域的正上方，大大降低了硬件布設(shè)的靈活性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種基于單目視覺的共享單車輔助定位方法及裝置，使用預(yù)先架設(shè)的單目攝像頭拍攝的影像，基于視野范圍內(nèi)的已知參考物(空間坐標(biāo)或相對尺寸)，解決了共享單車相對參考坐標(biāo)系的空間定位(三維位置)的技術(shù)問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案具體如下：

一種基于單目視覺的共享單車輔助定位方法，所述方法包括以下步驟：

對單目攝像頭內(nèi)參和畸變參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，得到優(yōu)化的攝像頭內(nèi)參和畸變參數(shù)；

通過在單目攝像頭視域范圍內(nèi)選取空間參考物，獲取空間參考物特征點的三維坐標(biāo)，建立空間參考物特征點的圖像二維像素點與三維坐標(biāo)點的對應(yīng)關(guān)系；