[發明專利]視覺定位與建圖方法、裝置及電子設備

有效

• 申請號: 201910139499.7
• 申請日: 2019-02-25
• 公開（公告）號: CN109900272B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 張宇;鄭宇欣
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 董艷芳

本發明提供了一種視覺定位與建圖方法、裝置及電子設備，涉及智能定位的技術領域，該方法包括：獲取地圖信息；地圖信息包括地圖點及地圖點的坐標信息；根據地圖信息和預設的評價規則確定最優的觀測方向，并根據最優的觀測方向計算相機的旋轉角度；根據旋轉角度生成控制指令，并將控制指令發送至控制模塊，以使控制模塊控制相機轉動；接收轉動后的相機采集的圖像，根據圖像更新地圖信息并生成當前定位，本發明可以提高定位與建圖的準確性和穩定性。

技術領域

本發明涉及智能定位技術領域，尤其是涉及一視覺定位與建圖方法、裝置及設備。

背景技術

同時定位與地圖構建(Simultaneous Localization And Mapping，SLAM)是指：將一個機器人放入未知環境中的未知位置，實時求解機器人的位置與姿態并同時構建環境地圖的技術。視覺SLAM以相機作為主要傳感器獲取信息，以求解機器人的位置與姿態，但是往往存在一些問題，比如在紋理單一場景表現較差。所謂紋理單一場景即相機畫面中白墻、地磚等元素較多的場景。比如，雪地、濃霧天氣、白色調室內環境、強反光地面等場景，都有可能導致視覺SLAM失效，從而影響機器人定位的精準度。而目前，尚未有方案能夠克服視覺SLAM在紋理單一場景失效的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種視覺定位與建圖方法、裝置及設備，能夠增加視覺SLAM的適用場景，減少其失效次數，從而提高定位的準確性和穩定性。

第一方面，本發明實施例提供了一種視覺定位與建圖方法、裝置及設備，該方法包括：獲取地圖信息；地圖信息包括地圖點及地圖點的坐標信息；根據地圖信息和預設的評價規則確定最優的觀測方向，并根據最優的觀測方向計算相機的旋轉角度；根據旋轉角度生成控制指令，并將控制指令發送至控制模塊，以使控制模塊控制相機轉動；接收轉動后的相機采集的圖像，根據圖像更新地圖信息并生成當前定位。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，根據地圖信息和預設的評價規則確定最優的觀測方向，并根據最優的觀測方向計算相機的旋轉角度的步驟，包括：根據地圖信息確定地圖點的數量分布最多的方向；將數量分布最多的方向作為最優的觀測方向；根據最優的觀測方向計算相機的旋轉角度。

結合第一方面及其第一種可能的實施方式，本發明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，根據地圖信息確定地圖點的數量分布最多的方向的步驟，包括：獲取坐標信息；將坐標信息投影到二維平面，得到投影信息；根據投影信息確定地圖點的數量分布最多的方向。

結合第一方面及其第二種可能的實施方式，本發明實施例提供了第一方面的第三種可能的實施方式，其中，將坐標信息投影到二維平面，得到投影信息的步驟，包括：將坐標信息投影到目標球面；根據目標球面得到二維平面，并生成投影信息。

結合第一方面或其任一種可能的實施方式，本發明實施例提供了第一方面的第四種可能的實施方式，其中，接收轉動后的相機采集的圖像，根據圖像更新地圖信息并生成當前定位的步驟，包括：接收轉動后的相機采集的圖像；根據轉動后的相機采集的圖像和地圖信息生成當前定位，并將相對地圖信息中新增的圖像的信息添加至地圖信息。

第二方面，本發明實施例還提供一種視覺定位與建圖裝置，包括：信息獲取模塊，用于獲取地圖信息；地圖信息包括地圖點及地圖點的坐標信息；注意力轉移模塊，用于根據地圖信息和預設的評價規則確定最優的觀測方向，并根據最優的觀測方向計算相機的旋轉角度；控制模塊，用于根據旋轉角度生成控制指令，并將控制指令發送至控制模塊，以使控制模塊控制相機轉動；定位建圖模塊，用于接收轉動后的相機采集的圖像，根據圖像更新地圖信息并生成當前定位。

結合第二方面，本發明實施例提供了第二方面的第一種可能的實施方式，其中，注意力轉移模塊，還用于：根據地圖信息確定地圖點的數量分布最多的方向；將數量分布最多的方向作為最優的觀測方向；根據最優的觀測方向計算相機的旋轉角度。