[发明专利]一种基于图像的车辆位置和姿态确定系统以及相应的方法

权利要求书

1.一种基于图像的车辆位置和姿态确定系统(100、200、300)，所述车辆位置和姿态确定系统(100、200、300)包括：

车辆图像采集模块(101、201、301)，所述车辆图像采集模块(101、201、301)用于采集车辆图像，其中，所述车辆图像采集模块(101、201、301)包括相机和相机参数获取模块(1011、2011、3011)；

二维边界框检测模块(102、202、302)，所述二维边界框检测模块(102、202、302)用于从所述车辆图像中检测和获取所述车辆的二维边界框信息；

关键特征点检测模块(103、203、303)，所述关键特征点检测模块(103、203、303)用于从所述车辆图像中检测和获取车辆关键特征点信息；

锥体定位模块(104、204、304)，所述锥体定位模块(104、204、304)用于计算出所述车辆在相机坐标系中所对应的锥体信息，其中，所述锥体定位模块(104、204、304)被配置成基于所述二维边界框信息和所述相机参数计算出所述车辆在相机坐标系中所对应的锥体信息，其中，所述车辆图像中的每一个矩形在三维空间中映射出一个锥体，将所述车辆图像上的每个点投影到三维空间中就是一条射线，矩形的四个点投影出四条射线，从而组成一个锥体，所述锥体信息包括所述锥体的空间位置和尺寸；以及

车辆位置和姿态回归模块(105、205、305)，所述车辆位置和姿态回归模块(105、205、305)用于获得所述车辆位置和姿态信息，其中，所述车辆位置和姿态回归模块(105、205、305)配置成基于所述锥体信息和所述车辆关键特征点信息利用卷积神经网络通过车辆模板匹配和三维空间回归的方法获得所述车辆位置和姿态信息。

2.根据权利要求1所述的车辆位置和姿态确定系统(100、200、300)，其特征在于，所述车辆位置和姿态确定系统(100、200、300)还包括车辆信息校准和匹配模块(2023、3023)，所述车辆信息校准和匹配模块(2023、3023)用于对所述车辆的二维边界框信息和所述车辆关键特征点信息进行校准和匹配。

3.根据权利要求1所述的车辆位置和姿态确定系统(100、200、300)，其特征在于，所述二维边界框检测模块(102、202、302)还用于检测和获取车辆类别信息、车辆头部信息、车辆尾部信息。

4.根据权利要求1所述的车辆位置和姿态确定系统(100、200、300)，其特征在于，所述车辆关键特征点信息至少包括以下信息中的一种：车辆轮胎、车灯、反光镜、保险杠、车牌号码、车辆上的品牌标志、车辆轮廓线拐点。

5.根据权利要求1所述的车辆位置和姿态确定系统(100、200、300)，其特征在于，所述相机参数获取模块(1011、2011、3011)用于获取相机参数，所述相机参数包括相机内部参数和相机外部参数，其中，所述相机内部参数包括fx，fy，u0，v0，其中，fx和fy是所述相机的摄像头的焦距参数，u0和v0分别是所述车辆图像的中心点像素坐标与所述车辆图像的原点像素坐标之间相差的横向像素数和纵向像素数。

6.根据权利要求3所述的车辆位置和姿态确定系统(100、200、300)，其特征在于，所述车辆位置和姿态回归模块(105、205、305)配置成基于所述锥体信息、所述车辆类别信息和所述车辆关键特征点信息获得所述车辆位置和姿态信息。

7.根据权利要求2所述的车辆位置和姿态确定系统(100、200、300)，其特征在于，所述二维边界框检测模块(102、202、302)和所述关键特征点检测模块(103、203、303)分别与所述车辆信息校准和匹配模块(2023、3023)双向通信连接。

8.根据权利要求2所述的车辆位置和姿态确定系统(100、200、300)，其特征在于，所述锥体定位模块(104、204、304)被配置成基于经过校准和匹配的二维边界框信息和所述相机参数计算出所述车辆在相机坐标系中所对应的锥体信息。