[发明专利]视觉定位方法、视觉定位装置、存储介质与电子设备

说明书

本公开提供了一种视觉定位方法、装置、计算机可读存储介质与电子设备，涉及计算机视觉技术领域。其中，所述方法包括：获取当前帧图像的表面法向量；通过将所述表面法向量投影至曼哈顿坐标系，确定所述当前帧图像与参考帧图像间的第一变换参数；匹配所述当前帧图像的特征点与所述参考帧图像的特征点，根据匹配结果确定所述当前帧图像与所述参考帧图像间的第二变换参数；基于所述第一变换参数与所述第二变换参数，确定目标变换参数；根据所述目标变换参数输出所述当前帧图像对应的视觉定位结果。本公开降低了视觉定位对图像特征质量的依赖，解决了弱纹理环境下的视觉定位问题，并具有较低的实现成本。

背景技术

视觉定位是一种新型的定位技术，通过图像采集设备(如手机、RGB相机等)采集环境图像，配合图像算法和数学推理来实时计算与更新当前位姿，具有高速、高精度、易使用等优点，已广泛应用于AR(AugmentedReality，增强现实)、室内导航等场景下。

相关技术中，在进行视觉定位时，通常需要对图像进行特征提取与特征匹配，以计算位姿。可见，其定位结果极大地依赖于图像中的特征质量。然而，当视觉环境出现弱纹理的情况时，将影响所提取的图像特征质量，导致定位漂移甚至定位失败。

发明内容

本公开提供了一种视觉定位方法、视觉定位装置、计算机可读存储介质与电子设备，进而至少在一定程度上改善相关技术中在弱纹理环境下定位不准确的问题。

根据本公开的第一方面，提供一种视觉定位方法，包括：获取当前帧图像的表面法向量；通过将所述表面法向量投影至曼哈顿坐标系，确定所述当前帧图像与参考帧图像间的第一变换参数；匹配所述当前帧图像的特征点与所述参考帧图像的特征点，根据匹配结果确定所述当前帧图像与所述参考帧图像间的第二变换参数；基于所述第一变换参数与所述第二变换参数，确定目标变换参数；根据所述目标变换参数输出所述当前帧图像对应的视觉定位结果。

根据本公开的第二方面，提供一种视觉定位装置，包括：表面法向量获取模块，被配置为获取当前帧图像的表面法向量；第一变换参数确定模块，被配置为通过将所述表面法向量投影至曼哈顿坐标系，确定所述当前帧图像与参考帧图像间的第一变换参数；第二变换参数确定模块，被配置为匹配所述当前帧图像的特征点与所述参考帧图像的特征点，根据匹配结果确定所述当前帧图像与所述参考帧图像间的第二变换参数；目标变换参数确定模块，被配置为基于所述第一变换参数与所述第二变换参数，确定目标变换参数；视觉定位结果输出模块，被配置为根据所述目标变换参数输出所述当前帧图像对应的视觉定位结果。

根据本公开的第三方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面的视觉定位方法及其可能的实现方式。

根据本公开的第四方面，提供一种电子设备，包括：处理器；以及存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行上述第一方面的视觉定位方法及其可能的实现方式。

本公开的技术方案具有以下有益效果：

利用当前帧图像中的表面法向量在曼哈顿坐标系中的投影，确定当前帧图像与参考帧图像间的第一变换参数，由此对通过特征点匹配所得到的第二变换参数进行优化，根据优化后得到的目标变换参数输出视觉定位结果。一方面，本方案通过表面法向量的投影与特征点的匹配两方面来确定变换参数，并结合两方面的结果以进行视觉定位，降低了对单方面的依赖性，提高了方案的鲁棒性。特别是降低了对图像中特征质量的依赖，即使在弱纹理环境下，也能够通过优化第二变换参数，提高目标变换参数与最终视觉定位结果的准确性，从而解决弱纹理环境下的视觉定位问题。另一方面，本方案采用特征点匹配的方式确定第二变换参数，特征点的提取与匹配处理所需的计算量较低，有利于提高响应速度与视觉定位的实时性。再一方面，本方案基于普通的单目RGB相机即可实现，无需增加辅助传感器，具有较低的实现成本。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明