本發(fā)明涉及視覺(jué)處理領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于視覺(jué)標(biāo)簽的優(yōu)化定位方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、在視覺(jué)slam系統(tǒng)中，增加對(duì)視覺(jué)標(biāo)簽(marker)的識(shí)別與定位能夠提高slam整體系統(tǒng)對(duì)相機(jī)的定位能力以提高建圖的精確性。因?yàn)橐曈X(jué)標(biāo)簽自身自帶尺度，能夠避免單目相機(jī)下尺度不確定問(wèn)題，且視覺(jué)標(biāo)簽在slam地圖中作為一個(gè)對(duì)象被儲(chǔ)存但其擁有6自由度位姿，可以實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的建圖。

2、可見(jiàn)對(duì)視覺(jué)標(biāo)簽的定位準(zhǔn)確是否準(zhǔn)確與slam建圖是否準(zhǔn)確有極大關(guān)聯(lián)，中國(guó)專(zhuān)利cn111739088b公開(kāi)了一種基于視覺(jué)標(biāo)簽的定位方法，雖然其通過(guò)定位圓和編碼圓解決了在建圖過(guò)程中相機(jī)定位較慢或者定位失敗等問(wèn)題，但其僅從二維層面上實(shí)現(xiàn)對(duì)視覺(jué)標(biāo)簽的定位，并不能準(zhǔn)確反映出三維空間層面上視覺(jué)標(biāo)簽在環(huán)境中的位置，會(huì)出現(xiàn)定位不準(zhǔn)導(dǎo)致建圖精度不高等問(wèn)題。

3、因此，避免因?qū)σ曈X(jué)標(biāo)簽定位不準(zhǔn)而產(chǎn)生的建圖精度不高問(wèn)題是需要解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種優(yōu)化視覺(jué)標(biāo)簽定位的視覺(jué)標(biāo)簽邊緣線段平面優(yōu)化方法。

2、本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

3、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種基于視覺(jué)標(biāo)簽的優(yōu)化定位方法，該方法包括：

4、預(yù)處理：識(shí)別目標(biāo)區(qū)域中設(shè)定的視覺(jué)標(biāo)簽，提取視覺(jué)標(biāo)簽預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的候選特征線，并對(duì)所述候選特征線賦予語(yǔ)義信息，所述語(yǔ)義信息包括第一屬性、第二屬性和第三屬性；所述第一屬性為是否是視覺(jué)標(biāo)簽特征線，所述第二屬性為視覺(jué)標(biāo)簽id，所述第三屬性為特征線序號(hào)；

5、獲取3d普呂克坐標(biāo)：對(duì)第一屬性為是視覺(jué)標(biāo)簽特征線的候選特征線進(jìn)行篩選，依據(jù)所述第二屬性篩選出視覺(jué)標(biāo)簽id相同的所有特征線，按照所述第三屬性對(duì)所述的所有特征線進(jìn)行圖優(yōu)化處理，得到在視覺(jué)標(biāo)簽坐標(biāo)系下所述的所有特征線的3d普呂克坐標(biāo)；

6、線到面約束優(yōu)化處理：將所述的所有特征線的3d普呂克坐標(biāo)從視覺(jué)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為相機(jī)坐標(biāo)系，對(duì)所述所有特征線進(jìn)行線到面的約束優(yōu)化處理，實(shí)現(xiàn)視覺(jué)標(biāo)簽的定位。

7、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的第一屬性的獲取方法為采用lsd算法對(duì)所述候選特征線進(jìn)行判斷。

8、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述判斷方法為：

9、若所述候選特征線的兩個(gè)端點(diǎn)與端點(diǎn)對(duì)應(yīng)的最鄰近的兩個(gè)角點(diǎn)之間的點(diǎn)間距均小于設(shè)定閾值，設(shè)定該候選特征線的第一屬性為視覺(jué)標(biāo)簽特征線；

10、若所述候選特征線的兩個(gè)端點(diǎn)與端點(diǎn)對(duì)應(yīng)的最鄰近的兩角點(diǎn)之間的點(diǎn)間距大于或等于設(shè)定閾值，不對(duì)該候選特征線設(shè)置第一屬性。

11、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述第二屬性的獲取方法為：依據(jù)所述第一屬性，將視覺(jué)標(biāo)簽id作為候選特征線的第二屬性，當(dāng)多個(gè)具有第一屬性的候選特征線與同一個(gè)視覺(jué)標(biāo)簽共面且可圍成封閉圖形，則將該視覺(jué)標(biāo)簽的id作為多個(gè)所述候選特征線的第二屬性。

12、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，將特征線進(jìn)行編號(hào)處理，得到所述特征線的第三屬性，其中第二屬性相同的特征線的編號(hào)各不相同。

13、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，獲得3d普呂克坐標(biāo)步驟還包括：

14、添加視覺(jué)標(biāo)簽和第二屬性為對(duì)應(yīng)視覺(jué)標(biāo)簽id的特征線的二元邊，得到3d特征線；

15、將所述的3d特征線進(jìn)行世界坐標(biāo)系到視覺(jué)坐標(biāo)系的相對(duì)位姿變換，得到在視覺(jué)坐標(biāo)系下的3d普呂克坐標(biāo)；

16、依據(jù)第三屬性，獲取第二屬性相同的多個(gè)特征線的3d普呂克坐標(biāo)。

17、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，線到面約束優(yōu)化處理步驟中，所述3d普呂克坐標(biāo)從視覺(jué)坐標(biāo)系到相機(jī)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)化按照公式進(jìn)行；其中l(wèi)m為相機(jī)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，為普呂克坐標(biāo)系中mm軸上的向量的轉(zhuǎn)置，為普呂克坐標(biāo)系中dm軸上的向量的轉(zhuǎn)置。

18、根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種優(yōu)化定位裝置，該設(shè)備包括：

19、第一模塊，預(yù)處理：識(shí)別目標(biāo)區(qū)域中設(shè)定的視覺(jué)標(biāo)簽，提取視覺(jué)標(biāo)簽預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的候選特征線，并對(duì)所述候選特征線賦予語(yǔ)義信息，所述語(yǔ)義信息包括第一屬性、第二屬性和第三屬性；所述第一屬性為是否是視覺(jué)標(biāo)簽特征線，所述第二屬性為視覺(jué)標(biāo)簽id，所述第三屬性為特征線序號(hào)；

20、第二模塊，用于獲取3d普呂克坐標(biāo)，對(duì)第一屬性為是視覺(jué)標(biāo)簽特征線的候選特征線進(jìn)行篩選，依據(jù)所述第二屬性篩選出視覺(jué)標(biāo)簽id相同的所有特征線，按照所述第三屬性對(duì)所述的所有特征線進(jìn)行圖優(yōu)化處理，得到在視覺(jué)標(biāo)簽坐標(biāo)系下所述的所有特征線的3d普呂克坐標(biāo)；

21、第三模塊，線到面約束優(yōu)化處理，將所述的所有特征線的3d普呂克坐標(biāo)從視覺(jué)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為相機(jī)坐標(biāo)系，對(duì)所述所有特征線進(jìn)行線到面的約束優(yōu)化處理，實(shí)現(xiàn)視覺(jué)標(biāo)簽的定位。

22、根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)所述的方法。

23、根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)所述的方法。

24、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

25、對(duì)視覺(jué)標(biāo)簽對(duì)象增加了其邊緣線段到其本身的共面約束，將視覺(jué)標(biāo)簽的特征線用普呂克坐標(biāo)表征，精準(zhǔn)描述了其在三維坐標(biāo)系下各特征線的位置關(guān)系，實(shí)現(xiàn)特征線與視覺(jué)標(biāo)簽的共面約束，使其定位更準(zhǔn)確。

技術(shù)特征：

1.一種基于視覺(jué)標(biāo)簽的優(yōu)化定位方法，其特征在于，該方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于視覺(jué)標(biāo)簽的優(yōu)化定位方法，其特征在于，所述的第一屬性的獲取方法為，采用lsd算法對(duì)所述候選特征線進(jìn)行判斷。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于視覺(jué)標(biāo)簽的優(yōu)化定位方法，其特征在于，所述判斷方法為：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于視覺(jué)標(biāo)簽的優(yōu)化定位方法，其特征在于，所述第二屬性的獲取方法為：依據(jù)所述第一屬性，將視覺(jué)標(biāo)簽id作為候選特征線的第二屬性，當(dāng)多個(gè)具有第一屬性的候選特征線與同一個(gè)視覺(jué)標(biāo)簽共面且可圍成封閉圖形，則將該視覺(jué)標(biāo)簽的id作為多個(gè)所述候選特征線的第二屬性。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于視覺(jué)標(biāo)簽的優(yōu)化定位方法，其特征在于，將特征線進(jìn)行編號(hào)處理，得到所述特征線的第三屬性，其中第二屬性相同的特征線的編號(hào)各不相同。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于視覺(jué)標(biāo)簽的優(yōu)化定位方法，其特征在于，獲得3d普呂克坐標(biāo)步驟還包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于視覺(jué)標(biāo)簽的優(yōu)化定位方法，其特征在于，線到面約束優(yōu)化處理步驟中，所述3d普呂克坐標(biāo)從視覺(jué)坐標(biāo)系到相機(jī)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)化按照公式進(jìn)行；其中l(wèi)m為相機(jī)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，為普呂克坐標(biāo)系中mm軸上的向量的轉(zhuǎn)置，為普呂克坐標(biāo)系中dm軸上的向量的轉(zhuǎn)置。

8.一種基于視覺(jué)標(biāo)簽的優(yōu)化定位裝置，其特征在于，該設(shè)備包括：

9.一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1～7中任一項(xiàng)所述的方法。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1～7中任一項(xiàng)所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種基于視覺(jué)標(biāo)簽的優(yōu)化定位方法及裝置，其中優(yōu)化定位方法包括：識(shí)別目標(biāo)區(qū)域中設(shè)定的視覺(jué)標(biāo)簽，提取視覺(jué)標(biāo)簽預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的候選特征線，并對(duì)候選特征線賦予語(yǔ)義信息，語(yǔ)義信息包括第一屬性、第二屬性和第三屬性；對(duì)第一屬性為是視覺(jué)標(biāo)簽特征線的候選特征線進(jìn)行篩選，依據(jù)第二屬性篩選出視覺(jué)標(biāo)簽ID相同的所有特征線，按照第三屬性對(duì)所有特征線進(jìn)行圖優(yōu)化處理，得到在視覺(jué)標(biāo)簽坐標(biāo)系下所有特征線的3D普呂克坐標(biāo)；將所有特征線的3D普呂克坐標(biāo)從視覺(jué)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為相機(jī)坐標(biāo)系，對(duì)所有特征線進(jìn)行線到面的約束優(yōu)化處理，實(shí)現(xiàn)視覺(jué)標(biāo)簽的定位；優(yōu)化裝置用于實(shí)現(xiàn)上述方法。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有定位更準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：陳昊宇,董延超,李文軒
受保護(hù)的技術(shù)使用者：同濟(jì)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19