[發明專利]視覺與高精地圖匹配定位的快速優化方法、系統及介質

在審

• 申請號: 202210085360.0
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN114494435A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 江昆;楊殿閣;溫拓樸;楊蒙蒙;唐雪薇;黃健強;黃琪杰
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73;G06N3/04;G01S19/45;G01C21/30
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 孫楠

1.一種視覺與高精地圖匹配定位的快速優化方法，其特征在于，包括：

實時獲取單目圖像信息及GNSS信號；

將所述單目圖像信息進行感知處理后，得到圖像感知的地圖元素結果；

根據所述GNSS信號得到地圖中車輛周圍的地圖定位元素；

將所述地圖元素結果和所述車輛周圍的地圖定位元素進行地圖匹配計算，得到全局六自由度位姿，作為地圖匹配定位的優化結果。

2.如權利要求1所述視覺與高精地圖匹配定位的快速優化方法，其特征在于，所述將所述單目圖像信息進行感知處理，包括：將所述單目圖像信息進行放縮到預先設定的大小后，輸入神經網絡進行前向計算，得到圖像感知的地圖元素結果。

3.如權利要求1所述視覺與高精地圖匹配定位的快速優化方法，其特征在于，所述根據所述GNSS信號得到地圖中車輛周圍的地圖定位元素，包括：

以所述GNSS信號為中心，按照預先設定的半徑為搜索范圍；

在地圖中，對于車道線和燈桿元素，判斷該元素是否在該搜索范圍內，若符合，則作為定位元素輸出。

4.如權利要求3所述視覺與高精地圖匹配定位的快速優化方法，其特征在于，所述定位元素確定后，采用三維點描述所述定位元素，并對一系列三維點進行線性插值，使所有的定位元素都用采樣點來統一描述。

5.如權利要求1所述視覺與高精地圖匹配定位的快速優化方法，其特征在于，所述地圖匹配計算包括：

將所述地圖元素結果和所述地圖定位元素進行匹配代價函數的計算；

將所述匹配代價函數壓縮，通過近似匹配代價函數進行匹配計算的簡化，降低計算復雜度；

通過簡化的匹配計算得到全局的定位結果。

6.如權利要求5所述視覺與高精地圖匹配定位的快速優化方法，其特征在于，所述匹配代價函數的計算，包括：

將所述地圖元素結果進行距離變換，根據相機內參矩陣以及相機的初始位姿，得到地圖要素三維點的匹配代價函數；

對所有地圖采樣點的匹配代價函數求和得到地圖匹配代價結果。

7.如權利要求5所述視覺與高精地圖匹配定位的快速優化方法，其特征在于，所述將所述匹配代價函數壓縮，包括：

計算整體的代價函數關于相機的初始位姿的偏導數；

根據所述偏導數計算觀測海森矩陣H和觀測殘差向量b；

對所述觀測海森矩陣H做Cholesky分解，將代價函數變換為以觀測雅可比矩陣J_*為偏導數，觀測殘差向量r_*為殘差的匹配代價函數；

通過LM優化方法進行優化，以J_*和r_*為偏導數和殘差，優化得到地圖匹配的定位結果。

8.一種視覺與高精地圖匹配定位的快速優化系統，其特征在于，包括：

數據采集模塊，實時獲取單目圖像信息及GNSS信號；

感知模塊，將所述單目圖像信息進行感知處理后，得到圖像感知的地圖元素結果；

地圖定位元素獲取模塊，根據所述GNSS信號得到地圖中車輛周圍的地圖定位元素；

地圖匹配計算模塊，將所述地圖元素結果和所述車輛周圍的地圖定位元素進行地圖匹配計算，得到全局六自由度位姿，作為地圖匹配定位的優化結果。

9.一種存儲一個或多個程序的計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述一個或多個程序包括指令，所述指令當由計算設備執行時，使得所述計算設備執行如權利要求1至7所述方法中的任一方法。

10.一種計算設備，其特征在于，包括：一個或多個處理器、存儲器及一個或多個程序，其中一個或多個程序存儲在所述存儲器中并被配置為所述一個或多個處理器執行，所述一個或多個程序包括用于執行如權利要求1至7所述方法中的任一方法的指令。