[發明專利]一種確定SFM地圖絕對尺度的方法及電子設備

有效

• 申請號: 202110403184.6
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113126117B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 楊涵;楊再甫;魯榮榮;李正寧;林寶尉
• 申請（專利權）人: 湖北億咖通科技有限公司
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89;G01S17/86;G01C21/32
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 孟維娜;馬敬

本發明實施例提供了一種確定SFM地圖絕對尺度的方法及電子設備，涉及定位技術領域，能提高確定SFM地圖絕對尺度的準確度。本發明實施例包括：獲取SFM視覺稀疏點云地圖和目標激光點云；SFM視覺稀疏點云地圖基于相機拍攝指定場景得到的多幀圖像構建，目標激光點云為相機拍攝多幀圖像的其中一幀目標圖像時，激光雷達掃描指定場景得到的激光點云。然后將SFM視覺稀疏點云地圖中的地圖點與目標激光點云中的激光點進行匹配，獲得多對匹配點。再根據各對匹配點的坐標，計算SFM地圖尺度因子。接著針對SFM視覺稀疏點云地圖中的每個地圖點，根據SFM尺度因子計算該地圖點的絕對坐標，并將該地圖點的相對坐標更新為該地圖點的絕對坐標。

技術領域

本發明涉及定位技術領域，特別是涉及一種確定SFM地圖絕對尺度的方法及電子設備。

背景技術

在無人駕駛領域，比如在無人駕駛汽車中，可以利用相機拍攝的圖像構建運動恢復結構（Structure From Motion，SFM）地圖，從而為無人駕駛汽車在駕駛過程中提供更準確的軌跡姿態估計等服務。SFM是一種通過多幀圖像估計物理世界三維結構的方法。通過SFM方法，可以根據相機從不同位置拍攝的多幀圖像，確定多幀圖像在相平面上的同名點，使用三角化技術估計這些同名點在三維物理世界中的位置，從而得到SFM地圖。然而，由于相機成像過程是將三維世界投影到二維相機平面，丟失了尺度信息，使得SFM地圖沒有絕對尺度。其中，絕對尺度用于度量SFM地圖中的各地圖點對應的物理位置之間的實際距離。沒有絕對尺度的SFM地圖中的地圖點的坐標是相對坐標，基于地圖點的相對坐標，不能獲得地圖點對應的物理位置之間的實際距離。

為了使得SFM地圖具有絕對尺度信息，需要對SFM地圖進行恢復?，F有的恢復SFM地圖絕對尺度的方法為：在汽車行駛過程中，利用相機拍攝多幀圖像，并利用慣性測量單元（Inertial Measurement Unit，IMU）獲取汽車的加速度和角速度，確定汽車行駛速度。然后根據汽車的行駛速度，確定相機拍攝各幀圖像時所處的位置之間的實際距離，進而得到SFM地圖中的地圖點的絕對坐標。SFM地圖中的兩個地圖點的絕對坐標之間的距離為這兩個地圖點對應的物理位置之間的實際距離。

但是IMU存在零點偏置，即在汽車的行駛速度為0時，IMU確定的汽車的行駛速度大于零，使得利用IMU確定的汽車行駛速度不準確，因此利用不同時間段內拍攝的圖像確定的地圖絕對尺度不同，即存在尺度漂移，導致確定的SFM地圖絕對尺度不準確。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種確定SFM地圖絕對尺度的方法及電子設備，以提高確定的SFM地圖絕對尺度的準確度。具體技術方案如下：

第一方面，本發明實施例提供了一種確定SFM地圖絕對尺度的方法，所述方法包括：

獲取運動恢復結構SFM視覺稀疏點云地圖和目標激光點云；其中，SFM視覺稀疏點云地圖基于相機拍攝指定場景得到的多幀圖像構建，所述目標激光點云為所述相機拍攝所述多幀圖像的其中一幀目標圖像時，激光雷達掃描所述指定場景得到的激光點云；

將所述SFM視覺稀疏點云地圖中的地圖點與所述目標激光點云中的激光點進行匹配，獲得多對匹配點；

根據各對匹配點的坐標，計算SFM地圖尺度因子，所述SFM地圖尺度因子用于表示SFM視覺稀疏點云地圖中的地圖點的相對坐標與絕對坐標之間的轉換關系；

針對所述SFM視覺稀疏點云地圖中的每個地圖點，根據所述SFM尺度因子計算該地圖點的絕對坐標，并將該地圖點的相對坐標更新為該地圖點的絕對坐標。

可選的，在所述根據各對匹配點的坐標，計算SFM地圖尺度因子之后，所述方法還包括：

根據所述SFM尺度因子，分別確定所述SFM視覺稀疏點云地圖中的每個地圖點在指定坐標系下的坐標；

分別確定所述目標激光點云中的每個激光點在所述指定坐標系下的坐標；