自移动设备的定位方法、装置、自移动设备和存储介质制造方法及图纸

本申请提供了一种自移动设备的定位方法、装置、自移动设备和存储介质，该方法包括：获取当前时刻的图像帧，当前时刻的图像帧包括多个第一特征点；根据预设的视角转换关系，将第一特征点转换为在自移动设备俯视视角坐标系下的第二特征点；根据当前时刻的第二特征点和上一时刻获取到的第二特征点，计算相匹配的第二特征点的移动像素距离，以及相匹配的第二特征点的角度变化量；根据移动像素距离、角度变化量以及获取到的上一时刻自移动设备在世界坐标系下的位姿信息，确定自移动设备当前时刻在世界坐标系下的位姿信息。旨在降低自移动设备定位复杂性的同时保证定位精度。定位复杂性的同时保证定位精度。定位复杂性的同时保证定位精度。

【技术实现步骤摘要】
自移动设备的定位方法、装置、自移动设备和存储介质


[0001]本申请涉及导航
，尤其涉及一种自移动设备的定位方法、装置、自移动设备和存储介质。

技术介绍

[0002]随着视觉里程计技术的不断发展，视觉里程计技术已广泛应用于如机器人、可穿戴设备、增强现实以及自动驾驶等领域。
[0003]但是，目前常见的视觉里程计算法需要将相机提取的特征点与惯性测量仪(Inertial Measurement Unit，IUM)测量得到的姿态信息以及速度信息相融合，来保证定位的精度。这是由于使用相机采集特征点时，在前视视角下，近距离的特征点移动速度较快，而远距离的特征点移动速度较慢，导致相机很难准确获取到相机所在设备的移动速度，造成定位漂移或者失败的现象。而将相机提取的特征点与IUM测量得到的姿态信息以及速度信息相融合，虽然能够提高定位的精度，但是存在数据处理过程复杂且成本较高的问题。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种自移动设备的定位方法、装置、自移动设备和存储介质，通过利用在相机与地面高度和角度近似不变的情况下，俯视图中的特征点移动距离较稳定的原理，将当前时刻图像帧中的当前时刻的第一特征点转换为在自移动设备俯视视角坐标系下的当前时刻的第二特征点，以计算得到较稳定的第二特征点的移动像素距离，解决了相机在前视图的近距离情况下，特征点移动速度较快，在远距离情况下，特征点移动速度较慢，导致无法准确获取特征点的平均移动距离的问题，从而根据第二特征点的移动像素距离准确地确定自移动设备的位姿信息，旨在降低自移动设备定位复杂性的同时保证定位精度。
[0005]第一方面，本申请实施例提供了一种自移动设备的定位方法，包括：
[0006]在每个检测周期，获取当前时刻的图像帧，当前时刻的图像帧包括多个当前时刻的第一特征点；
[0007]根据预设的视角转换关系，将当前时刻的第一特征点转换为在自移动设备俯视视角坐标系下的当前时刻的第二特征点；
[0008]获取上一时刻的第二特征点；
[0009]根据当前时刻的第二特征点和上一时刻的第二特征点，计算相匹配的第二特征点的移动像素距离，以及相匹配的第二特征点的角度变化量；
[0010]根据移动像素距离、角度变化量以及获取到的上一时刻自移动设备在世界坐标系下的位姿信息，确定自移动设备当前时刻在世界坐标系下的位姿信息。
[0011]第二方面，本申请实施例提供了一种自移动设备的定位装置，包括：
[0012]第一获取模块，用于在每个检测周期，获取当前时刻的图像帧，当前时刻的图像帧包括多个当前时刻的第一特征点；
[0013]视角转换模块，用于根据预设的视角转换关系，将第一特征点转换为在自移动设
备俯视视角坐标系下的第二特征点；
[0014]第二获取模块，用于获取上一时刻的第二特征点；
[0015]角度计算模块，用于根据当前时刻的第二特征点和上一时刻获取到的第二特征点，计算相匹配的第二特征点的移动像素距离，以及相匹配的第二特征点的角度变化量；
[0016]位姿确定模块，用于根据移动像素距离、角度变化量以及获取到的上一时刻自移动设备在世界坐标系下的位姿信息，确定自移动设备当前时刻在世界坐标系下的位姿信息。
[0017]第三方面，本申请实施例提供了一种自移动设备，包括存储器和处理器；
[0018]存储器用于存储计算机程序；
[0019]处理器，用于执行计算机程序并在执行计算机程序时，实现如上第一方面的自移动设备的定位方法的步骤。
[0020]第四方面，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时使处理器实现如上第一方面自移动设备的定位方法的步骤。
[0021]本申请实施例提供了一种自移动设备的定位方法、装置、自移动设备和存储介质，首先通过获取当前时刻的图像帧，并根据预设的视角转换关系，将当前时刻的图像帧包括的多个当前时刻的第一特征点转换为在自移动设备俯视视角坐标系下当前时刻的第二特征点；然后根据当前时刻的第二特征点和上一时刻获的第二特征点，计算相匹配的第二特征点的移动像素距离，以及相匹配的第二特征点的角度变化量；再根据相匹配的第二特征点的移动像素距离、相匹配的第二特征点的角度变化量以及获取到的上一时刻自移动设备在世界坐标系下的位姿信息，确定自移动设备当前时刻在世界坐标系下的位姿信息。
[0022]由于在相机与地面高度和角度近似不变的情况下，俯视图中的特征点移动距离较稳定，而在自移动设备的运动过程中，位于其上的相机与地面的高度和角度近似不变，因此通过将当前时刻图像帧中的多个第一特征点转换为在自移动设备俯视视角坐标下的第二特征点，计算第二特征点的移动像素距离，能够得到较稳定的特征点移动距离，可以解决无法准确获取特征点的平均移动距离的问题，进一步根据第二特征点的移动像素距离可以准确地确定自移动设备的位姿信息，而省去了观测三维点三角化计算的过程，能够降低自移动设备定位复杂性的同时保证定位精度。
[0023]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请实施例的公开内容。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1为本申请实施例提供的一种自移动设备的定位方法的场景架构图；
[0026]图2为本申请实施例提供的一种自移动设备的定位方法的流程图；
[0027]图3为本申请实施例提供的相机参数及视角原理示意图；
[0028]图4为本申请实施例提供的图像块的方向向量的示意图；
[0029]图5为本申请实施例提供的自移动设备的示意性框图。
具体实施方式
[0030]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0031]附图中所示的流程图仅是示例说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
[0032]需要说明的是，本申请实施例提供的自移动设备的定位方法、装置、自移动设备及存储介质，可以降低自移动设备定位复杂性的同时保证定位精度。
[0033]可以理解的是，本申请实施例提供的自移动设备的定位方法能够应用于任意具有图像处理能力的自移动设备或者控制自移动设备的控制设备。该自移动设备可以是具有中央处理器(Central Processing Unit，CPU)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自移动设备的定位方法，其特征在于，所述方法包括：在每个检测周期，获取当前时刻的图像帧，所述当前时刻的图像帧包括多个当前时刻的第一特征点；根据预设的视角转换关系，将所述当前时刻的第一特征点转换为在所述自移动设备俯视视角坐标系下当前时刻的第二特征点；获取上一时刻的第二特征点；根据所述当前时刻的第二特征点和所述上一时刻的第二特征点，计算相匹配的第二特征点的移动像素距离，以及相匹配的第二特征点的角度变化量；根据所述移动像素距离、所述角度变化量以及获取到的上一时刻自移动设备在世界坐标系下的位姿信息，确定所述自移动设备当前时刻在世界坐标系下的位姿信息。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述计算相匹配的第二特征点的移动像素距离之前，所述方法还包括：将所述当前时刻的第一特征点与上一时刻获取到的第一特征点进行匹配，得到相匹配的第一特征点对；确定所述第一特征点对所对应的第二特征点对，第二特征点对包括所述当前时刻的第二特征点和所述上一时刻的第二特征点。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算相匹配的第二特征点的移动像素距离，包括：确定每个所述第二特征点对中成对的第二特征点的像素距离；根据每个所述像素距离，计算平均像素距离；根据预设的尺度比例和所述平均像素距离，计算所述移动像素距离。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，计算所述相匹配的第二特征点的角度变化量，包括：根据所述第二特征点对中各成对的第二特征点，分别在所述俯视视角坐标系中确定第一图像区域和第二图像区域；所述第一图像区域由所述第二特征点对中的当前时刻的第二特征点确定，所述第二图像区域由所述第二特征点对中的上一时刻获取到的第二特征点确定；根据所述第一图像区域中各当前时刻的第二特征点的灰度值，得到所述第一图像区域的第一质心位置；根据所述第二图像区域中各上一时刻获取到的第二特征点的灰度值，得到所述第二图像区域的第二质心位置；根据所述第一质心位置和所述第一图像区域的第一几何中心位置，以及所述第二质心位置和所述第二图像区域的第二几何中心位置，确定所述第二特征点对的角度变化量。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一质心位置和所述第一图像区域的第一几何中心位置，以及所述第二质心位置和所述第二图像区域的第二几何中心位置，确定所述第二特征点对的角度变化量，包括：根据所述第一几何中心位置和所述第一质心位置，得到第一方向向量；根据所述第二几何中心位...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘元财，张泫舜，陈浩宇，陈熙，王雷，
申请(专利权)人：深圳市正浩创新科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：