[發(fā)明專利]一種基于地圖構(gòu)建的視覺定位方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011556321.1
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112598736A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余輝亮;安向京;胡庭波
• 申請（專利權(quán)）人: 長沙行深智能科技有限公司
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73;G06T7/90
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 周長清;胡君

本發(fā)明公開一種基于地圖構(gòu)建的視覺定位方法及裝置，該方法步驟包括：S1.獲取周圍環(huán)境的圖像并提取圖像的特征信息，構(gòu)建具有空間信息以及特征信息的三維點(diǎn)云地圖；S2.由成像設(shè)備實(shí)時獲取二維圖像并提取圖像的特征信息，根據(jù)提取到的特征信息構(gòu)建實(shí)時獲取的二維圖像與三維點(diǎn)云地圖之間的映射關(guān)系，根據(jù)映射關(guān)系定位出成像設(shè)備在三維點(diǎn)云地圖中的位置。本發(fā)明具有實(shí)現(xiàn)方法簡單、定位精度高以及魯棒性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及視覺定位技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于地圖構(gòu)建的視覺定位方法及裝置。

背景技術(shù)

視覺定位即為利用圖像采集設(shè)備采集的圖像信息實(shí)現(xiàn)定位。現(xiàn)有技術(shù)中，視覺定位方法通常是基于光流或者特征點(diǎn)實(shí)現(xiàn)，但是該類視覺定位方法會存在以下問題：

1、由于特征點(diǎn)是由圖像生成，而這類特征點(diǎn)的位置精度較低，會直接影響定位的精度。

2、由視覺直接提取的特征點(diǎn)還存在不穩(wěn)定的問題，如特征點(diǎn)可能由路上的落葉、高樓等的倒影獲得，這種特征在短時間內(nèi)位置會發(fā)生巨大的變化甚至消失，基于這類不穩(wěn)定特征進(jìn)行定位，會使得定位魯棒性較低。

在如無人駕駛等的應(yīng)用場景中，需要為車輛提供地圖數(shù)據(jù)，該地圖數(shù)據(jù)通常為激光點(diǎn)云類的數(shù)據(jù)，但是激光點(diǎn)云圖無法直接應(yīng)用于視覺定位。專利申請201910587663.0公開了一種視覺建圖的校準(zhǔn)方法，該方法通過獲取視覺傳感器采集的圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)圖像數(shù)據(jù)確定視覺傳感器的運(yùn)動軌跡，基于視覺傳感器的運(yùn)動軌跡和圖像數(shù)據(jù)生成初始視覺地圖，再對初始視覺地圖進(jìn)行校準(zhǔn)，該方法可以通過構(gòu)建視覺地圖，以用于視覺定位，但是地圖構(gòu)建方式復(fù)雜，且依賴于該地圖構(gòu)建方式所實(shí)現(xiàn)的視覺定位實(shí)際定位精度并不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)方法簡單、定位精度高以及魯棒性強(qiáng)的基于地圖構(gòu)建的視覺定位方法及裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：

一種基于地圖構(gòu)建的視覺定位方法，步驟包括：

S1.地圖構(gòu)建：獲取周圍環(huán)境的圖像并提取圖像的特征信息，構(gòu)建具有空間信息以及所述特征信息的三維點(diǎn)云地圖；

S2.視覺定位：由成像設(shè)備實(shí)時獲取二維圖像并提取圖像的特征信息，根據(jù)提取到的特征信息構(gòu)建實(shí)時獲取的二維圖像與所述三維點(diǎn)云地圖之間的映射關(guān)系，根據(jù)所述映射關(guān)系定位出所述成像設(shè)備在所述三維點(diǎn)云地圖中的位置。

進(jìn)一步的：所述圖像的特征信息包括語義特征、幾何特征、色彩特征中一種或多種的組合。

進(jìn)一步的：所述三維點(diǎn)云地圖包括多個子地圖，每個所述子地圖包括一個以上的點(diǎn)包，所述點(diǎn)包包括點(diǎn)云的空間信息及點(diǎn)云對應(yīng)的所述特征信息。

進(jìn)一步的：所述步驟S2中，通過對比所述二維圖像的特征信息與所述三維點(diǎn)云地圖的特征信息，得到在所述三維點(diǎn)云地圖中的初始位姿估計(jì)。

進(jìn)一步的：所述初始位姿估計(jì)中，分別計(jì)算實(shí)時提取到的特征信息所形成的特征向量與所述三維點(diǎn)云地圖中各子地圖之間的距離，由最小距離對應(yīng)的所述子地圖確定得到所述初始位置估計(jì)。

進(jìn)一步的：所述步驟S2中構(gòu)建映射關(guān)系時，先將所述三維點(diǎn)云地圖中各子地圖分別與所述二維圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)；然后從所述二維圖像中提取二維特征點(diǎn)，并與所述三維點(diǎn)云地圖中特征點(diǎn)進(jìn)行對應(yīng)匹配，計(jì)算出所述二維圖像與所述三維點(diǎn)云地圖之間的映射關(guān)系。

進(jìn)一步的：所述進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)時，遍歷實(shí)時獲取的所述二維圖像，將所述二維圖像的特征信息分別與所述三維點(diǎn)云地圖中各子地圖的點(diǎn)包進(jìn)行匹配，如果匹配成功則進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，所述點(diǎn)包包括點(diǎn)云的空間信息及點(diǎn)云對應(yīng)的所述特征信息。