一种建图与定位方法技术

本公开实施例中提供了一种建图与定位方法

【技术实现步骤摘要】
一种建图与定位方法、装置及上位机


[0001]本公开实施例涉及导航
，尤其涉及一种建图与定位方法
、
装置及上位机
。

技术介绍

[0002]目前，在导航系统应用中，载体运动状态往往通过卫星导航系统与惯性导航系统得到
。
但是在遮挡区域，卫星导航系统会失效，惯性导航系统又具有误差大
、
发散快等特点，而视觉传感器具有稳定性好
、
不易发散等特点，因此可采用视觉传感器修正遮挡环境下组合导航的结果，成为导航系统在遮挡环境下提高准确性与稳定性的技术方案
。
该技术方案中最为关键的就是视觉建图与重定位，在建图过程中，使用组合导航双向后处理结果与相机采集到的图像构建高精度的视觉点云地图，从而在实际运行过程中进行匹配重定位得到载体的当前位置与姿态，进而提高导航精度，因此视觉建图与定位方法至关重要
。
缺少了视觉定位，不仅会降低导航结果精度和可靠性，甚至可能引发不可挽回的严重后果，比如遮挡环境引发导航系统结果发散，导致导航定位功能失效
。
[0003]可见，亟需一种适应性和定位精准度高的建图与定位方法
。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本公开实施例提供一种基于图像特征和组合导航结果的建图定位方法及装置，至少部分解决现有技术中存在适应性和定位精度较差的问题
。
[0005]第一方面，本公开实施例提供了一种建图与定位方法，包括：
[0006]步骤1，获取安装于同一目标载体的相机与组合导航在预设时段的测量数据；
[0007]步骤2，根据所述测量数据，对相机采集到的图像进行特征提取并据此构建视觉点云地图；
[0008]步骤3，根据构建的先验点云地图，对所述目标载体进行重定位
。
[0009]根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述步骤2具体包括：
[0010]步骤
2.1
，根据所述
N1
时段内相机采集的图像，计算图像的特征并得到地图点；
[0011]步骤
2.2
，基于地图点与组合导航的定位结果，构建视觉点云地图
。
[0012]根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述计算图像的特征并得到地图点的步骤包括：
[0013]若所述相机为单目相机，则使单目相机运动预设距离进行单目初始化，前后帧进行匹配，计算出匹配后特征对应的地图点；
[0014]若所述相机为双目相机，则分别计算左右目相机图像的特征，并进行匹配，得到左右目图像的特征匹配结果，根据已知相机之间的距离计算出匹配后特征对应的地图点；
[0015]若所述相机为深度相机，则根据深度相机的点云信息得到特征对应的地图点
。
[0016]根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述步骤
2.2
具体包括：
[0017]根据传入的相机图像提取图像构造初始帧，提取图像中的特征，并根据特征计算深度信息；
[0018]根据所述的初始帧进行视觉点云地图初始化，若初始化成功，则使用后面的前后两帧图像的深度信息进行点云匹配，根据匹配结果构造视觉点云地图中的地图点
。
[0019]根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述步骤3具体包括：
[0020]步骤
3.1
，根据当前相机采集到的图像，计算图像的特征并匹配得到候选关键帧；
[0021]步骤
3.2
，根据候选关键帧的地图点与图片特征进行二维三维匹配得到当前相机的位姿
。
[0022]根据本公开实施例的一种具体实现方式，当存在遮挡区域时，所述对所述目标载体进行重定位的步骤，包括：
[0023]遮挡区域使用组合导航双向后处理的结果与相机采集到的遮挡区域图像构建视觉点云地图；
[0024]根据构建的先验点云地图，对所述目标载体进行重定位
。
[0025]第二方面，本公开实施例提供了一种建图与定位装置，包括：
[0026]测量模块，用于获取安装于同一目标载体的相机与组合导航在预设时段的测量数据；
[0027]建图模块，用于根据所述测量数据，对相机采集到的图像进行特征提取并据此构建视觉点云地图；
[0028]重定位模块，根据构建的先验点云地图，对所述目标载体进行重定位
。
[0029]第三方面，本公开实施例还提供了一种上位机，该上位机包括：
[0030]传感器
I/O
接口
、
驱动及包含若干程序节点与消息话题且可任意订阅发布的计算机程序，所述上位机能够执行前述第一方面或第一方面的任一实现方式中的建图与定位方法
。
[0031]本公开实施例中的建图与定位方案，包括：步骤1，获取安装于同一目标载体的相机与组合导航在预设时段的测量数据；步骤2，根据所述测量数据，对相机采集到的图像进行特征提取并据此构建视觉点云地图；步骤3，根据构建的先验点云地图，对所述目标载体进行重定位
。
[0032]本公开实施例的有益效果为：通过本公开的方案，相机与组合导航在对应时段的测量数据来进行特征提取与地图构建，根据构建的先验点云地图对目标载体进行重定位，基于图像特征与组合导航结果进行建图与定位，对不同区域进行定位，从而可以提高组合导航系统的可靠性，依托于视觉构建的先验点云地图进行重定位，提高组合导航系统的准确性
。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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它的附图
。
[0034]图1为本公开实施例提供的一种建图与定位方法的流程示意图；
[0035]图2为本公开实施例提供的一种建图与定位方法的应用过程示意图；
[0036]图3为本公开实施例提供的一种建图与定位装置的结构示意图；
[0037]图4为本公开实施例提供的上位机的结构示意图
。
具体实施方式
[0038]下面结合附图对本公开实施例进行详细描述
。
[0039]以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效
。
显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例
。
本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变
。
需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合
。
基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种建图与定位方法，其特征在于，包括：步骤1，获取安装于同一目标载体的相机与组合导航在预设时段的测量数据；步骤2，根据所述测量数据，对相机采集到的图像进行特征提取并据此构建视觉点云地图；步骤3，根据构建的先验点云地图，对所述目标载体进行重定位
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于
,
所述步骤2具体包括：步骤
2.1
，根据所述
N1
时段内相机采集的图像，计算图像的特征并得到地图点；步骤
2.2
，基于地图点与组合导航的定位结果，构建视觉点云地图
。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于
,
所述计算图像的特征并得到地图点的步骤包括：若所述相机为单目相机，则使单目相机运动预设距离进行单目初始化，前后帧进行匹配，计算出匹配后特征对应的地图点；若所述相机为双目相机，则分别计算左右目相机图像的特征，并进行匹配，得到左右目图像的特征匹配结果，根据已知相机之间的距离计算出匹配后特征对应的地图点；若所述相机为深度相机，则根据深度相机的点云信息得到特征对应的地图点
。4.
根据权利要求3所述的方法，其特征在于
,
所述步骤
2.2
具体包括：根据传入的相机图像提取图像构造初始帧，提取图像中的特征，并根据特征计算深度信息；根据所述的初始帧进行视觉点云地...

【专利技术属性】
技术研发人员：向为，汪思帆，楚翔超，郑彬，
申请(专利权)人：湖南北云科技有限公司，
类型：发明
国别省市：