[發明專利]一種視覺慣性里程計尺度的估計方法和裝置

有效

• 申請號: 202010069343.9
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN113223064B
• 公開（公告）日: 2023-09-15
• 發明（設計）人: 沈雪峰
• 申請（專利權）人: 北京魔門塔科技有限公司
• 主分類號: G06T7/33
• 分類號: G06T7/33;G06T7/73;G06T7/55;G01C22/00
• 代理公司: 北京科領智誠知識產權代理事務所(普通合伙) 11782
• 代理人: 陳士騫

1.一種視覺慣性里程計尺度的估計方法，應用于自動駕駛，其特征在于，包括：

當識別到當前感知圖像中存在虛線段端點時，提取所述虛線段端點，并將所述虛線段端點與包含有虛線段端點的歷史感知圖像進行匹配，得到相匹配的目標虛線段端點；

確定目標虛線段端點在世界坐標系下，與當前感知圖像和歷史感知圖像分別對應的當前第一坐標和歷史第一坐標；

根據所述當前第一坐標與歷史第一坐標之間的相等關系，以及相機在拍攝當前感知圖像和歷史感知圖像時的高度增量，確定相機的當前對地高度；

根據所述當前對地高度和相機對地的參考高度，確定視覺慣性里程計VIO的估計尺度。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，確定目標虛線段端點在世界坐標系下，與當前感知圖像和歷史感知圖像分別對應的當前第一坐標和歷史第一坐標，包括：

根據相機拍攝當前圖像對應的當前位姿，以及拍攝歷史圖像對應的歷史位姿，確定所述目標虛線段端點在相機坐標系下，與所述當前位姿對應的當前第二坐標，以及與所述歷史位姿對應的歷史第二坐標；

將所述當前第二坐標和所述歷史第二坐標均轉換到世界坐標系中，得到對應的當前第一坐標和歷史第一坐標。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，根據所述當前第一坐標與歷史第一坐標之間的相等關系，以及相機在拍攝當前感知圖像和歷史感知圖像時的高度增量，確定相機的當前對地高度，包括：

按照如下公式，確定相機的當前對地高度：

其中，表示目標虛線段端點在世界坐標系下，與歷史感知圖像對應的歷史第一坐標；表示目標虛線段端點在世界坐標系下，與當前感知圖像對應的當前第一坐標；{R₁,t₁}表示相機拍攝歷史圖像對應的歷史位姿，{R₂,t₂}表示相機拍攝當前圖像對應的當前位姿；h₁表示相機拍攝歷史圖像時的歷史對地高度，h₂表示相機拍攝當前圖像時的當前對地高度；n表示是方向朝上的地面法向量；d₁表示與歷史位姿對應的目標虛線段端點的觀測方向；d₂表示與當前位姿對應的目標虛線段端點的觀測方向。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在確定相機的當前對地高度之后，所述方法還包括：

對于每個包含有虛線段端點的歷史感知圖像，從該歷史感知圖像中提取與當前感知圖像相匹配的目標虛線段端點，以得到與每個目標虛線段端點相對應的當前對地高度；

將多個當前對地高度通過最小二乘法進行估計，得到相機對應的第一對地高度；

如果所述第一對地高度在預設高度范圍內，則將該第一對地高度確定為相機的預估對地高度；

相應的，根據所述預估對地高度和相機對地的參考高度，確定視覺慣性里程計VIO的估計尺度。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

將遍歷所有包含虛線段端點的歷史感知圖像得到的多個預估對地高度，通過最小二乘法進行估計，得到相機對應的第二對地高度；

如果所述第二對地高度在預設高度范圍內，則將該第二對地高度確定為相機的目標對地高度；

相應的，根據所述目標對地高度和相機對地的參考高度，確定視覺慣性里程計VIO的估計尺度。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

當識別到當前感知圖像中不存在虛線段端點時，確定當前車輛前方設定范圍內的路面區域，并從所述路面區域中提取梯度值大于設定閾值的目標路面點；

根據所述目標路面點在當前感知圖像的光度值，以及在歷史感知圖像中光度值之間的相等關系，通過調整相機的對地高度，使得以相機的對地高度為參數的光度誤差函數的值達到最小，并將函數值最小時所對應的相機對地高度作為相機的當前對地高度；

其中，所述歷史感知圖像為與當前感知圖像相鄰的前一幀感知圖像。