一种设备位姿的确定方法、装置、系统、电子设备及介质制造方法及图纸

本公开提供了一种设备位姿的确定方法、装置、系统、电子设备及介质，涉及人工智能技术领域，尤其涉及自动驾驶、智能交通、计算机视觉等技术领域。具体实现方案为：确定设备上每个相机相对于世界坐标系的第一位姿；根据设备上每个相机相对于指定坐标系的第二位姿，以及第一位姿，确定指定坐标系相对于世界坐标系的第三位姿；根据第三位姿，以及指定坐标系与设备的坐标系之间的转换关系，确定设备相对于世界坐标系的第四位姿。这样，可以提高相机标定的效率，降低相机标定的成本。降低相机标定的成本。降低相机标定的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种设备位姿的确定方法、装置、系统、电子设备及介质


[0001]本公开涉及人工智能
，尤其涉及自动驾驶、智能交通、计算机视觉等


技术介绍

[0002]相机标定是无人驾驶车辆、移动机器人等设备下线必不可少的一道工序。为了完成相机标定，需要先确定设备相对于世界坐标系统的位姿。

技术实现思路

[0003]本公开提供了一种设备位姿的确定方法、装置、系统、电子设备及介质。
[0004]根据本公开的一方面，提供了一种设备位姿的确定方法，所述设备包括至少一个相机，所述方法包括：
[0005]确定所述设备上每个相机相对于世界坐标系的第一位姿；
[0006]根据所述设备上每个相机相对于指定坐标系的第二位姿，以及所述第一位姿，确定所述指定坐标系相对于所述世界坐标系的第三位姿；
[0007]根据所述第三位姿，以及所述指定坐标系与所述设备的坐标系之间的转换关系，确定所述设备相对于世界坐标系的第四位姿。
[0008]根据本公开的另一方面，提供了一种设备位姿的确定装置，所述设备包括至少一个相机，所述装置包括：
[0009]第一确定模块，用于确定所述设备上每个相机相对于世界坐标系的第一位姿；
[0010]第二确定模块，用于根据所述设备上每个相机相对于指定坐标系的第二位姿，以及所述第一位姿，确定所述指定坐标系相对于所述世界坐标系的第三位姿；
[0011]第三确定模块，用于根据所述第三位姿，以及所述指定坐标系与所述设备的坐标系之间的转换关系，确定所述设备相对于世界坐标系的第四位姿。
[0012]根据本公开的第三方面，提供了一种电子设备，包括：
[0013]至少一个处理器；以及
[0014]与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
[0015]所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述任一设备位姿的确定方法。
[0016]根据本公开的第四方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使所述计算机执行上述任一设备位姿的确定方法。
[0017]根据本公开的第五方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现根据上述任一设备位姿的确定方法。
[0018]根据本公开的第六方面，提供了一种自动驾驶车辆位姿的确定系统，包括至少一个相机；以及第三方面提供的电子设备。
[0019]应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特
征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
[0020]附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定。其中：
[0021]图1是本公开实施例提供的设备位姿的确定方法的第一种流程示意图；
[0022]图2是本公开实施例提供的标定间的一种示意图；
[0023]图3是本公开实施例提供的车辆坐标系和车辆后轴中心坐标系的示意图；
[0024]图4是本公开实施例提供的设备位姿的确定方法的第二种流程示意图；
[0025]图5是本公开实施例提供的设备位姿的确定方法的第三种流程示意图；
[0026]图6是本公开实施例提供的设备位姿的确定方法的第四种流程示意图；
[0027]图7是本公开实施例提供的相机位姿确定的一种流程示意图；
[0028]图8是用来实现本公开实施例设备位姿的确定装置的的一种结构示意图；
[0029]图9是用来实现本公开实施例的设备位姿的确定方法的电子设备的第一种框图；
[0030]图10是用来实现本公开实施例的设备位姿的确定方法的电子设备的第二种框图。
具体实施方式
[0031]以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
[0032]为便于理解，下面对本公开实施例中出现的词语进行解释说明。
[0033]世界坐标系，是指客观三维世界的绝对坐标系，也称为客观坐标系。其作用是描述目标物在真实世界中的位置。
[0034]相机坐标系，是指以相机的光心为坐标原点，X轴和Y轴分别平行于图像坐标系的X轴和Y轴，Z轴与成像设备的光轴重合。其作用是从相机的角度描述目标物的位置。
[0035]图像坐标系，是指以相机的图像平面(也可称之为成像平面)的中心为坐标原点，X轴和Y轴分别平行于图像平面的两条垂直边。其采用长度单位来表示像素在图像中的位置。
[0036]相机标定是无人驾驶车辆、移动机器人等设备下线必不可少的一道工序。为了完成相机标定，需要先确定设备相对于世界坐标系统的位姿。设备的位姿包括设备相对于世界坐标系统的位置以及旋转角度。
[0037]目前，在设备位姿的确定方法包括：采用对中装置来摆正设备，使得设备的坐标系与世界坐标系之间的位置关系固定，即使得设备的位姿为一个固定值。但是，对中装置的价格昂贵，这使得确定设备位姿的成本较高；另外，对中装置在长期使用过程中，其对中性能会有所下降，需要不断维护对中装置，增加维护成本；此外，在进行相机标定前需要调整设备，增加了相机标定的时间，降低了相机标定效率。
[0038]为了降低标定的成本，提高相机标定的效率，本公开实施例提供了一种设备位姿的确定方法，该方法可以应用于相机，或是具有计算能力的电子设备，对此不进行限定。为便于描述，以下以电子设备为执行主体为例进行说明，并不起限定作用。如图1所示，该设备位姿的确定方法包括如下步骤：
[0039]步骤S11，确定设备上每个相机相对于世界坐标系的第一位姿。
[0040]本公开实施例中，设备可以为无人驾驶车辆、安装有全景环视相机的车辆、门禁系统或移动机器人等安装有相机的产品，为便于描述，以下以设备为车辆为例进行说明，并不起限定作用。
[0041]相机可以布置在车辆的内部或外边。相机的类型可以为鱼眼相机、鹰眼相机，也可以为行车记录仪等，本公开实施例对此并不做具体限定。车辆上安装相机的数量可以为一个，也可以为多个。以在车辆内部布置四个鱼眼相机为例，如图2所示，图2为标定间的示意图，包括：车辆坐标系(Oc
‑
Xc
‑
Yc
‑
Zc)、世界坐标系(Ow
‑
Xw
‑
Yw
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Zw)、相机坐标系(O
‑
X
‑
Y
‑
Z)，分别在车辆内部的前方、后方、左方和右方分别安装一个鱼眼相机，前鱼眼相机可以采集到标定板A和标定板B的图像，左鱼眼相机可以采集到标定板A和标定板C本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种设备位姿的确定方法，所述设备包括至少一个相机，所述方法包括：确定所述设备上每个相机相对于世界坐标系的第一位姿；根据所述设备上每个相机相对于指定坐标系的第二位姿，以及所述第一位姿，确定所述指定坐标系相对于所述世界坐标系的第三位姿；根据所述第三位姿，以及所述指定坐标系与所述设备的坐标系之间的转换关系，确定所述设备相对于世界坐标系的第四位姿。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定所述设备上每个相机相对于世界坐标系的第一位姿的步骤，包括：针对所述设备上每个相机，基于多个特征点在该相机对应的图像坐标系下的图像坐标以及所述多个特征点在世界坐标系下的空间坐标，确定该相机相对于世界坐标系的第一位姿。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述基于多个特征点在该相机对应的图像坐标系下的图像坐标以及所述多个特征点在世界坐标系下的空间坐标，确定该相机相对于世界坐标系的第一位姿的步骤，包括：对该相机采集的图像进行特征点检测，得到多个特征点在该相机对应的图像坐标系下的图像坐标；基于该相机与世界坐标系之间的转换关系、该相机的内参、所述多个特征点在该相机对应的图像坐标系下的图像坐标、以及所述多个特征点在世界坐标系下的空间坐标，确定该相机相对于世界坐标系的第一位姿。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述根据所述设备上每个相机相对于指定坐标系的第二位姿，以及所述第一位姿，确定所述指定坐标系相对于所述世界坐标系的第三位姿的步骤，包括：利用指定坐标系与所述世界坐标系之间的第一转换关系，所述设备上每个相机相对于指定坐标系的第二位姿以及所述第一位姿，确定所述指定坐标系相对于所述世界坐标系的第三位姿；其中，所述第一转换关系由所述指定坐标系与所述世界坐标系之间的旋转矩阵和平移矩阵、所述指定坐标系下的坐标以及所述世界坐标系下的坐标确定；所述指定坐标系相对于所述世界坐标系的第三位姿包括所述指定坐标系与所述世界坐标系之间的旋转矩阵和平移矩阵。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述根据所述设备上每个相机相对于指定坐标系的第二位姿，以及所述第一位姿，确定所述指定坐标系相对于所述世界坐标系的第三位姿的步骤，包括：基于所述设备上每个相机相对于世界坐标系的第一位姿，确定在所述世界坐标系下所述设备上每个相机的第一去质心坐标，并基于所述设备上每个相机相对于指定坐标系的第二位姿，确定在所述指定坐标系下所述设备上每个相机的第二去质心坐标；利用第二转换关系、所述第一去质心坐标以及所述第二去质心坐标，确定所述指定坐标系相对于所述世界坐标系的旋转矩阵；利用第一转换关系、所确定的旋转矩阵、所述第一去质心坐标以及所述第二去质心坐标，确定所述指定坐标系相对于所述世界坐标系的平移矩阵；
其中，所述第一转换关系由所述指定坐标系与所述世界坐标系之间的旋转矩阵和平移矩阵、所述指定坐标系下的坐标以及所述世界坐标系下的坐标确定；所述第二转换关系由所述指定坐标系与所述世界坐标系之间的旋转矩阵、所述指定坐标系下的坐标以及所述世界坐标系下的坐标确定；所述指定坐标系相对于所述世界坐标系的第三位姿包括所述指定坐标系与所述世界坐标系之间的旋转矩阵和平移矩阵。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述基于所述设备上每个相机相对于世界坐标系的第一位姿，确定在所述世界坐标系下所述设备上每个相机的第一去质心坐标的步骤，包括：确定所述设备上每个相机相对于世界坐标系的第一位姿的均值，作为在所述世界坐标系下的第一质心坐标；将所述设备上每个相机相对于世界坐标系的第一位姿减去所述第一质心坐标，得到该相机的第一去质心坐标；所述基于所述设备上每个相机相对于指定坐标系的第二位姿，确定在所述指定坐标系下所述设备上每个相机的第二去质心坐标的步骤，包括：确定所述设备上每个相机相对于指定坐标系的第二位姿的均值，作为在所述指定坐标系下的第二质心坐标；将所述设备上每个相机相对于指定坐标系的第二位姿减去所述第二质心坐标，得到该相机的第二去质心坐标。7.根据权利要求1
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6任一项所述的方法，所述方法还包括：根据每个相机相对于世界坐标系的第一位姿，所述设备相对于世界坐标系的第四位姿，确定该相机相对于所述设备的坐标系的第五位姿。8.根据权利要求1
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6任一项所述的方法，其中，所述设备为车辆，所述指定坐标系为车辆后轴中心坐标系。9.一种设备位姿的确定装置，所述设备包括至少一个相机，所述装置包括：第一确定模块，用于确定所述设...

【专利技术属性】
技术研发人员：王少博，马旭，闫金钢，胡斌，崔小康，武志鹏，师占标，
申请(专利权)人：阿波罗智能技术北京有限公司，
类型：发明
国别省市：