[发明专利]基于消失点确定的传感器校准和位置估计

说明书

技术领域

本申请涉及传感器校准技术。

背景技术

来自例如陀螺仪和磁力计等定向传感器的信息可用于各种应用，例如定位和跟踪、活动和动作识别等。然而，陀螺仪需要频繁校准以校正由于例如偏差、按比例缩放和未对准等因素所致的误差。这些因素可随着温度变化而使得单次校准为低效的。常见的校准技术是当装置停置时进行检测以及校准传感器。然而，此校准技术可需要相对长的时间来完成。另一传感器——磁力计对室内环境中常见的局部磁场敏感，且可能提供不正确定向。

发明内容

在一些变化形式中，揭示一种用于传感器校准的方法。所述方法包含：由包含至少一个惯性传感器的装置的图像俘获单元俘获场景的图像以测量所述装置的定向；至少部分基于所述场景的所俘获图像中的至少一个消失点的所确定位置确定表示现实世界坐标系与所述装置的所述图像俘获单元的坐标系之间的关系的相对装置定向；计算由所述至少一个惯性传感器确定的测得定向和至少部分基于所述场景的所俘获图像中的至少一个消失点的所确定位置而确定的所述相对装置定向之间的差；以及响应于确定所述测得定向和所述相对装置定向之间经计算的差超过预定阈值，至少部分基于至少部分基于所述场景的所述所俘获图像中的所述至少一个消失点的所述所确定位置确定的所述相对装置定向执行用于所述至少一个惯性传感器的一或多个校准操作。

所述方法的实施例可包含本发明中描述的至少一些特征，包含以下特征中的一或多者。

确定所述相对装置定向可包含确定与所述图像俘获单元的参考系和所述场景的参考系中的位置坐标相关的旋转矩阵。

至少部分基于所述至少一个消失点的所述所确定位置确定所述相对装置定向可包含基于所述场景的所述所俘获图像中的两个或两个以上消失点的所确定位置确定所述相对装置定向。

所述方法可进一步包含至少部分基于从所述场景的所述所俘获图像中的所述至少一个消失点的所述位置确定的所述相对装置定向且进一步基于与所述场景相关联的场景定向值确定实际装置定向。

所述方法可进一步包含从用于包含对应于由所述图像俘获单元俘获的所述图像中的所述场景的区域的区的地图数据检索所述场景定向值。

所述方法可进一步包含至少部分基于所述所确定相对装置定向且进一步基于先前确定的定向值确定实际装置定向。

所述方法可进一步包含至少部分基于相对装置定向值确定装置定向的改变，所述相对装置定向值是至少部分基于在一段时间内从由所述图像俘获单元俘获的多个图像确定的消失点的位置而确定。

所述至少一个惯性传感器可包含(例如)以下各者中的一或多者：陀螺仪，和/或磁力计。

执行用于所述至少一个惯性传感器的所述一或多个校准操作可包含(例如)以下各者中的一者：响应于从所述由所述至少一个惯性传感器确定的测得定向与所述所确定相对装置定向的比较产生的指示所述至少一个惯性传感器需要校准的比较结果而校准所述至少一个惯性传感器；响应于从所述由所述至少一个惯性传感器确定的测得定向与所述所确定相对装置定向的比较产生的指示所述至少一个惯性传感器经校准的比较结果而确定所述至少一个惯性传感器经校准；响应于从由磁力计确定的测得定向与所述所确定相对装置定向的比较产生的指示磁力计需要校准的比较结果基于造成所述由所述磁力计确定的测得定向的临时误差测量的磁性干扰存在的指示而校准所述磁力计；或基于所述从所述由所述磁力计确定的测得定向与所述所确定相对装置定向的比较产生的指示磁力计需要校准的比较结果且进一步基于造成所述由所述磁力计确定的测得定向的所述临时误差测量的所述磁性干扰存在的所述指示而确定所述磁力计经校准。

校准所述至少一个惯性传感器可包含基于比较结果针对所述至少一个惯性传感器确定(例如)以下各者中的一或多者：传感器偏差，传感器按比例缩放，或传感器未对准。

确定所述相对装置定向可包含确定所述至少一个消失点从所述场景的所述所俘获图像的中心的偏差。