[發(fā)明專利]一種自主更新的室內(nèi)定位方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911039880.2
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110826448B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉寧;陳浩基
• 申請（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號: G06V20/40
• 分類號: G06V20/40;G06V10/25;G06V10/75;G06V10/764;G06F16/75;G06F16/787
• 代理公司: 廣州凱東知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44259
• 代理人: 李勤輝

1.一種自主更新的室內(nèi)定位方法，其特征在于，基于運動恢復(fù)結(jié)構(gòu)和隱馬爾可夫模型，具體包括以下步驟：

步驟S1，構(gòu)建特征提取網(wǎng)絡(luò)，所述特征提取網(wǎng)絡(luò)以拍攝的視頻幀為輸入，各視頻幀對應(yīng)的地標(biāo)ROI和類別為輸出；

步驟S2，構(gòu)建隱馬爾可夫模型，對所述特征提取網(wǎng)絡(luò)輸出的地標(biāo)ROI和類別進(jìn)行判斷，判斷是否有新地標(biāo)，若有，則執(zhí)行步驟S3，若沒有，則停止更新；

步驟S3，構(gòu)建新地標(biāo)檢測網(wǎng)絡(luò)，所述新地標(biāo)檢測網(wǎng)絡(luò)以拍攝的視頻幀為輸入，輸出各視頻幀對應(yīng)的新地標(biāo)ROI和類別與未改變地標(biāo)的ROI和類別；

步驟S4，依據(jù)未改變的地標(biāo)ROI和類別與新地標(biāo)ROI和類別，計算出新地標(biāo)的二維平面坐標(biāo)；

步驟S5，將計算出的新地標(biāo)二維平面坐標(biāo)寫入數(shù)據(jù)庫，同時刪除發(fā)生改變的地標(biāo)的相應(yīng)數(shù)據(jù)；

步驟S6，依據(jù)新地標(biāo)的ROI和類別與未改變地標(biāo)的ROI和類別作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)，得到新的特征提取網(wǎng)絡(luò)，完成更新；

其中，所述步驟S4包括以下步驟：

從新地標(biāo)視頻中提取視頻幀構(gòu)建初始點云；

將新地標(biāo)ROI和類別與發(fā)生改變的地標(biāo)ROI和類別注冊進(jìn)入初始點云；

將三維點云映射至二維水平面；

依據(jù)聚類算法，得到新地標(biāo)的二維平面坐標(biāo)；

根據(jù)SFM工具估計的視頻幀相機位置和用戶手機陀螺儀讀數(shù)，能夠?qū)⑷S點云映射至二維水平面，然后將新地標(biāo)ROI和發(fā)生改變的地標(biāo)ROI標(biāo)記的點云特征點根據(jù)聚類算法得到聚類中心點，最后結(jié)合平面地圖上的墻壁約束，以未改變的舊地標(biāo)為錨點，根據(jù)新舊地標(biāo)聚類中心點之間的相對距離，即可得到新地標(biāo)的二維平面坐標(biāo)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自主更新的室內(nèi)定位方法，其特征在于，所述構(gòu)建特征提取網(wǎng)絡(luò)包括訓(xùn)練階段和定位階段；

其中，所述構(gòu)建特征提取網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練階段包括以下步驟：

輸入拍攝的視頻幀，識別出視頻幀所包含的ROI和分類；

依據(jù)識別出的視頻幀所包含的ROI和分類作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，得到特征提取網(wǎng)絡(luò)；

所述構(gòu)建特征提取網(wǎng)絡(luò)的定位階段包括以下步驟：

采集待識別的視頻幀；

將所述待識別的視頻幀作為特征提取網(wǎng)絡(luò)的輸入；

所述特征提取網(wǎng)絡(luò)輸出待識別的視頻幀所包含的ROI和分類。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自主更新的室內(nèi)定位方法，其特征在于，所述構(gòu)建隱馬爾可夫模型包括構(gòu)建可能狀態(tài)集合、構(gòu)建觀測狀態(tài)集合和構(gòu)建狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自主更新的室內(nèi)定位方法，其特征在于，所述步驟S3包括構(gòu)建二分類網(wǎng)絡(luò)和識別新地標(biāo)的類別。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自主更新的室內(nèi)定位方法，其特征在于，所述構(gòu)建二分類網(wǎng)絡(luò)包括訓(xùn)練階段和更新階段。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自主更新的室內(nèi)定位方法，其特征在于，所述構(gòu)建二分類網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練階段包括以下步驟：

輸入拍攝的視頻幀，識別出視頻幀所包含的ROI；

依據(jù)識別出的視頻幀所包含的ROI作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，得到二分類網(wǎng)絡(luò)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自主更新的室內(nèi)定位方法，其特征在于，所述構(gòu)建二分類網(wǎng)絡(luò)的更新階段包括以下步驟：

采集待識別的視頻幀；

將所述待識別的視頻幀作為二分類網(wǎng)絡(luò)的輸入；

所述二分類網(wǎng)絡(luò)輸出待識別的視頻幀所包含的ROI；

將二分類網(wǎng)絡(luò)輸出的ROI通過特征提取網(wǎng)絡(luò)的分類器檢測，得到未改變地標(biāo)的分類以及ROI以及新地標(biāo)的ROI。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自主更新的室內(nèi)定位方法，其特征在于，所述識別新地標(biāo)的類別包括以下步驟：

獲取新地標(biāo)在視頻中的ROI坐標(biāo)、發(fā)生改變的地標(biāo)在視頻中的ROI坐標(biāo)和視頻拍攝時的掃描方向；

依據(jù)kcf跟蹤算法確定新地標(biāo)數(shù)量，從而確定新地標(biāo)類別。