[发明专利]基于视觉的定位方法、装置及设备

说明书

本发明实施例提供一种基于视觉的定位方法、装置及设备。该方法包括：获取至少两个视角的多张图像；提取多张图像的特征；根据所提取的特征，确定多张图像和地图数据库的匹配点对；根据至少两个视角的相对位姿，以及匹配点对，确定相机坐标系与地图坐标系之间的尺度信息、旋转信息和平移信息；根据尺度信息、旋转信息和平移信息，确定待定位图像的位置。本发明实施例的方法，通过获取至少两个视角的多张图像，具有更大的视野范围，能够获得更多的匹配点对，提高了定位精度和定位成功率。

技术领域

本发明实施例涉及定位技术领域，尤其涉及一种基于视觉的定位方法、装置及设备。

背景技术

视觉定位服务(Visual Positioning Service，VPS)是使用图像采集设备获取视觉信息来进行定位的技术。与当前占主导地位的全球定位系统(Global PositioningSystem，GPS)相比较，VPS不依赖卫星信号进行定位，可以在GPS无法工作的场合，如无法接收GPS信号的室内场景，提供基于位置的服务(Location Based Services，LBS)。因此，VPS有着广泛的应用前景，例如可以用于机器人导航、无人驾驶、增强现实(AugmentedReality，AR)地图导航、机器人定位、室内LBS等。

现有VPS通常基于单张图像进行定位。例如基于单张图像的图像检索方法，该方法以整幅单张图像的图像特征作为匹配单位，在地图数据库中查找与该图像特征最接近的图像，把最接近的图像的位置作为定位结果。由于单张图像的视角范围有限，且缺乏尺度信息，因此基于单张图像的定位精度低，无法满足应用对于定位精度的需求。

发明内容

本发明实施例提供一种基于视觉的定位方法、装置及设备，用以解决现有VPS定位精度低的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种基于视觉的定位方法，包括：

获取至少两个视角的多张图像；

提取多张图像的特征；

根据所提取的特征，确定多张图像和地图数据库的匹配点对；

根据至少两个视角的相对位姿，以及匹配点对，确定相机坐标系与地图坐标系之间的尺度信息、旋转信息和平移信息；

根据尺度信息、旋转信息和平移信息，确定待定位图像的位置。

在一种可能的实现方式中，获取至少两个视角的多张图像，包括通过以下方式中的一种获取多张图像：

通过多个图像采集装置同时获取多张图像；

通过一个图像采集装置获取时序上的多张图像；

通过多个图像采集装置获取时序上的多张图像。

在一种可能的实现方式中，特征包括以下特征中的一种或者多种：

尺度不变特征变换(Scale-invariant Feature Transform，SIFT)、加速稳健特征(Speeded Up Robust Features，SURF)和ORB(Oriented FAST and Rotated BRIEF)特征。

在一种可能的实现方式中，根据所提取的特征，确定多张图像和地图数据库的匹配点对，包括：

根据多张图像的特征描述子与地图数据库中的特征描述子之间的汉明距离，确定多张图像和地图数据库的匹配点对。

在一种可能的实现方式中，确定多张图像和地图数据库的匹配点对之后，方法还包括：

基于随机采样一致性(Random Sample Consensus，RANSAC)算法，过滤匹配点对中不满足多张图像几何约束的匹配点对。