一种基于视觉SLAM的车辆定位方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种基于视觉SLAM的车辆定位方法及装置，涉及自动驾驶技术领域。所述基于视觉SLAM的车辆定位方法包括：获取车辆行驶过程中当前帧的图像信息以及前一帧的图像信息；根据当前帧的图像信息以及当前帧的前一帧的图像信息获取视觉里程计定位信息；对当前帧的图像信息进行处理，从而获取车道线语义定位信息；将车道线语义定位信息以及所述视觉里程计定位信息进行融合，从而获取最终定位信息。本申请利用摄像头传感器输出的原始数据和感知输出数据作为SLAM算法的输入源，分别将显著度信息以及车道线语义信息加入到SLAM框架中，增强视觉定位SLAM的视觉语义信息表示能力，弥补现有方法不足，能够更好提取图像中用于定位的信息，提升SLAM定位精度和鲁棒性。提升SLAM定位精度和鲁棒性。提升SLAM定位精度和鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于视觉SLAM的车辆定位方法及装置


[0001]本申请涉及自动驾驶
，具体涉及一种基于视觉SLAM的车辆定位方法以及基于视觉SLAM的车辆定位装置。

技术介绍

[0002]随着自动驾驶近些年的迅猛发展，其应用场景也在不断扩展。目前ADAS行业对定位精度的要求越来越高，不仅在精度上要求在分米级别，更是要求在例如阳光照射、阴暗、雨雪天气等各种自动驾驶场景下均能保证定位的稳定性。
[0003]目前，基于视觉SLAM定位算法由于其成本低，计算速度快受到自动驾驶行业的重视和推广，已经成为多源融合定位的主要研究方向。然而相机相比于激光雷达等传感器存在其自身的缺点，即对光线比较敏感，构成的特征易受到噪音干扰，因此传统的视觉SLAM算法鲁棒性不足，不能覆盖完整场景，这使得SLAM算法在自动驾驶领域存在局限性。
[0004]现有技术的方案是通过视觉与激光雷达融合的定位方案，通过多传感器的融合来弥补各自的缺陷。
[0005]然而，现有车辆中很多车辆可能没有打在激光雷达，从而无法采用上述的方法进行车辆定位。
[0006]因此，希望有一种技术方案来解决或至少减轻现有技术的上述不足。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种基于视觉SLAM的车辆定位方法来至少解决上述的一个技术问题。
[0008]本专利技术的一个方面，提供一种基于视觉SLAM的车辆定位方法，所述基于视觉SLAM的车辆定位方法包括：
[0009]获取车辆行驶过程中当前帧的图像信息以及当前帧的前一帧的图像信息；
[0010]根据当前帧的图像信息以及当前帧的前一帧的图像信息获取视觉里程计定位信息；
[0011]对当前帧的图像信息进行处理，从而获取车道线语义定位信息；
[0012]将所述车道线语义定位信息以及所述视觉里程计定位信息进行融合，从而获取最终定位信息。
[0013]可选地，所述根据当前帧的图像信息以及当前帧的前一帧的图像信息获取视觉里程计定位信息包括：
[0014]根据所述当前帧的图像信息以及当前帧的前一帧的图像信息获取SITF特征描述符相似度；
[0015]根据所述当前帧的图像信息以及当前帧的前一帧的图像信息获取显著向量相似度；
[0016]根据所述SITF特征描述符相似度以及显著向量相似度获取结合相似度信息；
[0017]根据结合相似度信息获取视觉里程计定位信息。
[0018]可选地，所述根据所述SITF特征描述符相似度以及显著向量相似度获取结合相似度信息包括：
[0019]采用如下公式获取结合相似度信息：
[0020]D
r
＝exp(d
m
+d
s
)；其中，
[0021]D
r
为结合相似度信息；d
m
为SITF特征描述符相似度；d
s
为显著向量相似度；exp指e的幂。
[0022]可选地，所述对当前帧的图像信息进行处理，从而获取车道线语义定位信息包括：
[0023]获取地图信息，所述地图信息中包括车道线语义特征；
[0024]提取当前帧的图像信息中的车道线点特征；
[0025]根据所述车道线点特征以及所述车道线语义特征获取车道线语义定位信息。
[0026]可选地，将所述车道线语义定位信息以及所述视觉里程计定位信息进行融合，从而获取最终定位信息包括：
[0027]根据所述车道线语义定位信息获取车道线置信度；
[0028]根据所述车道线置信度、车道线语义定位信息以及所述视觉里程计定位信息进行融合，从而获取最终定位信息。
[0029]可选地，所述根据所述车道线置信度、车道线语义定位信息以及所述视觉里程计定位信息进行融合，从而获取最终定位信息包括：
[0030]当所述车道线置信度大于第一预设阈值时，根据所述车道线语义定位信息以及所述视觉里程计定位信息进行融合。
[0031]可选地，所述根据所述车道线置信度、车道线语义定位信息以及所述视觉里程计定位信息进行融合，从而获取最终定位信息包括：
[0032]当所述车道线置信度小于第一预设阈值且大于第二预设阈值时，获取当前帧的车道线置信度以及该帧之后的预设帧数的车道线置信度；
[0033]根据所述当前帧的车道线置信度以及该帧之前的预设帧数的车道线置信度判断是否根据所述车道线置信度以及所述视觉里程计定位信息进行融合，若是，则
[0034]根据所述车道线语义定位信息以及所述视觉里程计定位信息进行融合。
[0035]可选地，所述根据所述车道线置信度、车道线语义定位信息以及所述视觉里程计定位信息进行融合，从而获取最终定位信息包括：
[0036]当所述车道线置信度小于第二预设阈值时，为所述车道线置信度生成一个权重信息；
[0037]根据所述权重以及所述视觉里程计定位信息进行融合。
[0038]可选地，采用如下公式对所述车道线置信度以及所述视觉里程计定位信息进行融合：
[0039]K＝PH
T
(HPH
T
+V)
‑1[0040]x＝K(h(x
f
)
‑
h(x
p
))
[0041]P＝(I
‑
KH)P；其中，
[0042]其中x与P为融合之后的状态以及协方差矩阵，K为卡尔曼增益，h为观测空间到状态空间进行映射的函数，H为函数h的雅克比矩阵，V为观测误差；x
f
代表预测的位姿状态；x
p
代表的是观测的位姿状态，I为单位矩阵，T表示矩阵的转置。
[0043]本申请还提供了一种基于视觉SLAM的车辆定位装置，所述基于视觉SLAM的车辆定位装置包括：
[0044]图像信息获取模块，所述图像信息获取模块用于获取车辆行驶过程中当前帧的图像信息以及当前帧的前一帧的图像信息；
[0045]视觉里程计定位信息获取模块，所述视觉里程计定位信息获取模块用于根据当前帧的图像信息以及当前帧的前一帧的图像信息获取视觉里程计定位信息；
[0046]车道线语义定位信息获取模块，所述车道线语义定位信息获取模块用于对当前帧的图像信息进行处理，从而获取车道线语义定位信息；
[0047]融合模块，所述融合模块用于将所述车道线语义定位信息以及所述视觉里程计定位信息进行融合，从而获取最终定位信息。
[0048]有益效果
[0049]本申请的基于视觉SLAM的车辆定位方法利用摄像头传感器输出的原始数据(图像数据)和感知输出数据(语义数据)作为SLAM算法的输入源，分别将显著度信息以及车道线语义信息加入到SLAM框架中，增强了视觉定位SLAM的视觉语义信息表示能力，弥补了现有方法存在的不足，能够更好的提取图像中用于定位的有效信息，进一步提升视觉SLAM定位的精度和鲁棒性。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于视觉SLAM的车辆定位方法，其特征在于，所述基于视觉SLAM的车辆定位方法包括：获取车辆行驶过程中当前帧的图像信息以及当前帧的前一帧的图像信息；根据当前帧的图像信息以及当前帧的前一帧的图像信息获取视觉里程计定位信息；对当前帧的图像信息进行处理，从而获取车道线语义定位信息；将所述车道线语义定位信息以及所述视觉里程计定位信息进行融合，从而获取最终定位信息。2.如权利要求1所述的基于视觉SLAM的车辆定位方法，其特征在于，所述根据当前帧的图像信息以及当前帧的前一帧的图像信息获取视觉里程计定位信息包括：根据所述当前帧的图像信息以及当前帧的前一帧的图像信息获取SITF特征描述符相似度；根据所述当前帧的图像信息以及当前帧的前一帧的图像信息获取显著向量相似度；根据所述SITF特征描述符相似度以及显著向量相似度获取结合相似度信息；根据结合相似度信息获取视觉里程计定位信息。3.如权利要求2所述的基于视觉SLAM的车辆定位方法，其特征在于，所述根据所述SITF特征描述符相似度以及显著向量相似度获取结合相似度信息包括：采用如下公式获取结合相似度信息：D
r
＝exp(d
m
+d
s
)；其中，D
r
为结合相似度信息；d
m
为SITF特征描述符相似度；d
s
为显著向量相似度；exp指数e的幂。4.如权利要求3所述的基于视觉SLAM的车辆定位方法，其特征在于，所述对当前帧的图像信息进行处理，从而获取车道线语义定位信息包括：获取地图信息，所述地图信息中包括车道线语义特征；提取当前帧的图像信息中的车道线点特征；根据所述车道线点特征以及所述车道线语义特征获取车道线语义定位信息。5.如权利要求1至4中任意一项所述的基于视觉SLAM的车辆定位方法，其特征在于，将所述车道线语义定位信息以及所述视觉里程计定位信息进行融合，从而获取最终定位信息包括：根据所述车道线语义定位信息获取车道线置信度；根据所述车道线置信度、车道线语义定位信息以及所述视觉里程计定位信息进行融合，从而获取最终定位信息。6.如权利要求5所述的基于视觉SLAM的车辆定位方法，其特征在于，所述根据所述车道线置信度、车道线语义定位信息以及所述视觉里程计定位信息进行融合，从而获取最终定位信息包括：当所述车道线置信度大于第一预设阈值时，根据所述车道线语义定位信息以...

【专利技术属性】
技术研发人员：王祎男，王德平，曹礼军，翟诺，王迪，关瀛洲，曹容川，刘汉旭，魏源伯，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：