[發明專利]一種車端單目視覺建圖測量置信度評估方法及系統

有效

• 申請號: 202011158441.6
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112258577B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 王小亮;吳凱;辛梓;賈騰龍;劉奮
• 申請（專利權）人: 武漢中海庭數據技術有限公司
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73;G06F17/16;G06F17/18
• 代理公司: 武漢藍寶石專利代理事務所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 王振宇

本發明涉及一種車端單目視覺建圖測量置信度評估方法及系統，該方法包括：初始化車端單目視覺系統的各個模塊協方差矩陣，所述協方差矩陣包括車端位姿誤差協方差矩陣Ω_G及圖像特征點匹配像素誤差協方差矩陣Ω_P；計算經過單目視覺建圖后目標點的位置協方差矩陣；基于置信橢圓理論，根據所述位置協方差矩陣計算指定的誤差半徑下對應的測量置信度。基于指定誤差置信區間計算測量結果的置信度，以解決車端單目建圖測量結果不確定性的量化評估問題，為用戶直接提供了當前測量結果的誤差分布區間，提供視覺定位、視覺導航及視覺建圖等應用中視覺測量結果的可靠性評價依據，并進一步指導提高視覺建圖測量精度。

技術領域

本發明涉及計算機視覺定位與建圖領域，尤其涉及一種車端單目視覺建圖測量置信度評估方法及系統。

背景技術

單目視覺具有價格低廉、安裝便捷及標定過程簡單等優勢，近年來逐步被大規模應用于視覺定位與建圖過程中。視覺定位與建圖是指通過視覺圖像之間的相互關聯關系，從相鄰圖像幀中恢復出相機的運動信息，結合初始位置先驗值，從而估計出目標位置并建立周圍環境的點云地圖。視覺定位與建圖為視覺避障、視覺導航等眾多應用提供了目標空間位置信息，其測量結果的可靠度為上層應用提供安全系數度量。

當前對視覺定位測量結果的置信度評估主要是利用其測量信息矩陣計算一個人為定義的代數值，該方法主要存在兩方面的問題：(1)該置信度為人為定義，缺乏物理有效性與合理性；(2)置信度結果未能直接度量當前測量值的誤差范圍，在實際應用中缺乏指導意義。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的技術問題，提供一種車端單目視覺建圖測量置信度評估方法及系統，解決現有技術中問題。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種車端單目視覺建圖測量置信度評估方法，所述方法包括：

步驟1，初始化車端單目視覺系統的各個模塊誤差協方差矩陣，所述協方差矩陣包括車端位置與姿態誤差協方差矩陣Ω_G及圖像特征點匹配像素誤差協方差矩陣Ω_P；

步驟2，計算經過單目視覺建圖后目標點的位置協方差矩陣；

步驟3，基于置信橢圓理論，根據所述位置協方差矩陣計算指定的誤差半徑下對應的置信度。

一種車端單目視覺建圖測量置信度評估系統，包括：初始化模塊、位置協方差矩陣估計模塊和置信度計算模塊；

初始化模塊，用于初始化車端單目視覺系統的各個誤差協方差矩陣，所述協方差矩陣包括車端位置與姿態誤差協方差矩陣Ω_G及圖像特征點匹配像素誤差協方差矩陣Ω_P；

位置協方差矩陣估計模塊，用于計算經過單目視覺建圖后目標點的位置協方差矩陣；

置信度計算模塊，用于基于置信橢圓理論，根據所述位置協方差矩陣計算指定的誤差半徑下對應的置信度。

本發明的有益效果是：本發明提供一種基于車端單目視覺建圖測量置信度評估方法，基于指定誤差置信區間計算測量結果的置信度，以解決車端單目測量結果不確定性的量化評估問題，為用戶直接提供了當前測量結果的誤差不確定度，提供視覺定位、視覺導航及視覺建圖等應用中視覺測量結果的可靠性評價依據，并進一步指導提高視覺測量精度。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。

進一步，所述步驟1中采用蒙特卡洛統計法計算所述車端單目視覺系統的各個誤差協方差矩陣。

進一步，所述步驟2中包括：

步驟201，結合單目視覺建圖流程，基于ceres優化庫，計算所述目標點表面上特征點集合的位置協方差矩陣Ω_i(i＝1,...，n)，其中n為特征點的個數；