VIO地图的校正方法、电子设备及存储介质技术

本申请实施例提供一种VIO地图的校正方法、电子设备及存储介质，所述方法包括：获取视觉惯性里程计VIO在相机坐标系下的待校正地图；确定测量设备相较于地理坐标系的姿态角，所述测量设备包括加速度传感器和磁力传感器；获取所述测量设备的磁场数据；将所述磁场数据结合所述姿态角获取所述测量设备相较于所述地理坐标系的方位角；基于所述姿态角、方位角以及所述相机坐标系对应的相机外参，将所述待校正地图由所述相机坐标系转换至所述地理坐标系，得到校正地图。本实施例的校正地图相较于相机坐标系的地图更加直观，提高了用户体验。验。验。

【技术实现步骤摘要】
VIO地图的校正方法、电子设备及存储介质


[0001]本申请涉及现实增强
，尤其涉及一种VIO地图的校正方法、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]视觉惯性里程计(VIO，Visual Inertial Odometry)属于AR领域不可或缺的组成部分，建图可以为VIO定位时提供参考、降低算力，同时建图也为后期可视化做铺垫，一方面，现有技术的VIO地图校正大多基于IMU传感器实现，即包括陀螺仪、加速度计在内的传感器实现；本创意的本质是在不借助IMU传感器或者陀螺仪传感的情况下，仅通过加速度计和磁力计数据实现VIO地图的校正；另一方面，当前VIO建图由于缺乏对方位角的绝对观测，VIO算法很难将所建立的地图与地理坐标系对齐，对齐地理坐标系的好处是建立的地图更符合人们的直观感受，由于缺乏绝对方位角的观测，当利用加速度计和重力方向将地图对齐到地理坐标系时，地图的翻滚角和俯仰角可以得到很好的修正，但方位角可以被旋转到任何位置，这在可视化过程中给客户造成很大的困惑

技术实现思路

[0003]本申请实施例提供一种VIO地图的校正方法，包括：
[0004]获取视觉惯性里程计VIO在相机坐标系下的待校正地图；
[0005]确定测量设备相较于地理坐标系的姿态角，所述测量设备包括加速度传感器和磁力传感器；
[0006]获取所述测量设备的磁场数据；
[0007]将所述磁场数据结合所述姿态角获取所述测量设备相较于所述地理坐标系的方位角；
[0008]基于所述姿态角、方位角以及所述相机坐标系对应的相机外参，将所述待校正地图由所述相机坐标系转换至所述地理坐标系，得到校正地图。
[0009]在一些实施例中，所述确定测量设备相较于地理坐标系的姿态角，包括：
[0010]获取所述测量设备所测量的加速度均值；
[0011]基于所述加速度均值和重力加速度向量确定所述测量设备相较于所述地理坐标系的姿态角。
[0012]在一些实施例中，所述磁场数据包括X轴分量数据、Y轴分量数据以及Z轴分量数据；
[0013]所述将所述磁场数据结合所述姿态角获取所述测量设备相较于所述地理坐标系的方位角，包括：将所述姿态角结合所述X轴分量数据、Y轴分量数据以及Z轴分量数据，确定所述测量设备相较于所述地理坐标系的方位角。
[0014]在一些实施例中，所述基于所述姿态角、方位角以及所述相机坐标系对应的相机外参，将所述待校正地图由所述相机坐标系转换至所述地理坐标系，得到校正地图，包括：
[0015]基于所述姿态角和方位角确定所述测量设备相较于所述地理坐标系的偏移姿态角；
[0016]基于所述偏移姿态角构建偏移矩阵，基于所述偏移矩阵和所述相机坐标系对应的相机外参确定转换矩阵；
[0017]基于所述转换矩阵将所述待校正地图由所述相机坐标系转换至所述地理坐标系，得到校正地图。
[0018]在一些实施例中，所述基于所述加速度均值和重力加速度向量确定所述测量设备相较于所述地理坐标系的姿态角，包括：
[0019]基于所述加速度均值和重力加速度向量确定所述测量设备相较于所述地理坐标系的的X方向加速度、Y方向加速度以及Z方向加速度；
[0020]基于所述Y方向加速度以及Z方向加速度确定所述测量设备相较于地理坐标系的翻滚角，基于所述Y方向加速度以及Z方向加速度确定所述测量设备相较于地理坐标系的俯仰角；
[0021]基于所述翻滚角和所述俯仰角确定所述姿态角。
[0022]在一些实施例中，所述基于所述Y方向加速度以及Z方向加速度确定所述测量设备相较于地理坐标系的翻滚角，基于所述Y方向加速度以及Z方向加速度确定所述测量设备相较于地理坐标系的俯仰角，包括：
[0023]基于所述Y方向加速度以及Z方向加速度得到第一向量积，对所述第一向量积做反正切，得到所述翻滚角；
[0024]基于所述X方向加速度以及Z方向加速度得到第二向量积，对所述第二向量积做反正切，得到所述俯仰角。
[0025]在一些实施例中，所述将所述姿态角结合所述X轴分量数据、Y轴分量数据以及Z轴分量数据，确定所述测量设备相较于所述地理坐标系的方位角，由以下公式确定：
[0026][0027]其中，分别为X轴分量数据、Y轴分量数据以及Z轴分量数据，r为翻滚角，p为俯仰角，y为方位。
[0028]本申请实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述VIO地图的校正方法。
[0029]本申请实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述VIO地图的校正方法。
[0030]本申请实施例还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述VIO地图的校正方法。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本申请或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，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。
[0032]图1是现有技术的效果示意图；
[0033]图2是本申请一个实施例提供的VIO地图的校正方法的流程示意图之一；
[0034]图3是本申请一个实施例提供的VIO地图的校正方法的效果示意图；
[0035]图4是本申请一个实施例提供的VIO地图的校正方法的流程示意图之二；
[0036]图5是本申请提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0037]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请中的附图，对本申请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作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。
[0038]参照图1，通常地，将相机坐标系的图像转换为地理坐标系中，通常是利用图像的翻滚角和俯仰角将所建立的图像与地理坐标系对齐，当利用加速度计和重力方向将地图对齐到地理坐标系时，地图的翻滚角和俯仰角可以得到很好的修正，但方位角可以被旋转到任何位置，这会在可视化过程中给客户造成很大的困惑。为了解决这一技术问题，本申请实施例提供了一种VIO地图的校正方法。
[0039]本申请实施例提供的VIO地图的校正方法可以应用于手机、平板电脑、可穿戴设备、车载设备、增强现实(augmented reality，AR)/虚拟现实(virtual reality，VR)设备、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra
‑
mobile personal computer，UMPC)、上网本、个人数字助理(personal 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种VIO地图的校正方法，其特征在于，包括：获取视觉惯性里程计VIO在相机坐标系下的待校正地图；确定测量设备相较于地理坐标系的姿态角，所述测量设备包括加速度传感器和磁力传感器；获取所述测量设备的磁场数据；将所述磁场数据结合所述姿态角获取所述测量设备相较于所述地理坐标系的方位角；基于所述姿态角、方位角以及所述相机坐标系对应的相机外参，将所述待校正地图由所述相机坐标系转换至所述地理坐标系，得到校正地图。2.根据权利要求1所述的VIO地图的校正方法，其特征在于，所述确定测量设备相较于地理坐标系的姿态角，包括：获取所述测量设备所测量的加速度均值；基于所述加速度均值和重力加速度向量确定所述测量设备相较于所述地理坐标系的姿态角。3.根据权利要求1所述的VIO地图的校正方法，其特征在于，所述磁场数据包括X轴分量数据、Y轴分量数据以及Z轴分量数据；所述将所述磁场数据结合所述姿态角获取所述测量设备相较于所述地理坐标系的方位角，包括：将所述姿态角结合所述X轴分量数据、Y轴分量数据以及Z轴分量数据，确定所述测量设备相较于所述地理坐标系的方位角。4.根据权利要求1所述的VIO地图的校正方法，其特征在于，所述基于所述姿态角、方位角以及所述相机坐标系对应的相机外参，将所述待校正地图由所述相机坐标系转换至所述地理坐标系，得到校正地图，包括：基于所述姿态角和方位角确定所述测量设备相较于所述地理坐标系的偏移姿态角；基于所述偏移姿态角构建偏移矩阵，基于所述偏移矩阵和所述相机坐标系对应的相机外参确定转换矩阵；基于所述转换矩阵将所述待校正地图由所述相机坐标系转换至所述地理坐标系，得到校正地图。5.根据权利要求2所述的VIO地图的校正方法，其特征在于，所述基于所述加速度均值和重力加速度向量确定所述测量设备相较于所述地理坐标系...

【专利技术属性】
技术研发人员：董海青，郝冬宁，唐凯涛，向颖，
申请(专利权)人：湖北星纪时代科技有限公司，
类型：发明
国别省市：