本發(fā)明涉及定位和導(dǎo)航領(lǐng)域，尤其涉及一種定位方法和裝置。

背景技術(shù)：

當前，vslam(visualsimultaneouslocalizationandmapping，視覺即時定位與地圖構(gòu)建)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在機器人導(dǎo)航中，其可以幫助機器人完成定位和導(dǎo)航任務(wù)，但是由于vslam是基于圖像處理的，容易受到光照和視角變換的影響。比如，vslam在白天構(gòu)建了某一場景某一時刻的地圖，那么在晚上對于同樣的場景，由于光照發(fā)生了變化，此時采集的vslam地圖無法在白天構(gòu)建的地圖中找到匹配圖像，因此無法實現(xiàn)定位和導(dǎo)航；另外，vslam在采集圖像時受到傳感器的視角影響，構(gòu)建地圖的視角是有指向性的，如果定位時視角與保存視角存在較大的差別，同樣無法完成定位和導(dǎo)航。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實施例提供一種定位方法和裝置，主要用于解決vslam受視角和光照影響無法定位和導(dǎo)航的問題。

為達到上述目的，本發(fā)明的實施例采用如下技術(shù)方案：

第一方面，提供了一種定位方法，包括：

創(chuàng)建多個視覺即時定位與地圖構(gòu)建vslam進程，并分別為各個vslam進程加載對應(yīng)的地圖數(shù)據(jù)庫；

調(diào)用各個vslam進程基于實時圖像進行定位；

根據(jù)各個定位成功的vslam進程所得到的定位結(jié)果進行定位。

第二方面，提供了一種定位裝置，包括：

創(chuàng)建單元，用于創(chuàng)建多個視覺即時定位與地圖構(gòu)建vslam進程，并分別為各個vslam進程加載對應(yīng)的地圖數(shù)據(jù)庫；

定位單元，用于調(diào)用各個vslam進程基于實時圖像進行定位；

所述定位單元，還用于根據(jù)各個定位成功的vslam進程所得到的定位結(jié)果進行定位。

第三方面，提供了一種計算機存儲介質(zhì)，用于儲存為定位裝置所用的計算機軟件指令，其包含執(zhí)行第一方面所述的定位方法所設(shè)計的程序代碼。

第四方面，提供了一種計算機程序產(chǎn)品，可直接加載到計算機的內(nèi)部存儲器中，并含有軟件代碼，所述計算機程序經(jīng)由計算機載入并執(zhí)行后能夠?qū)崿F(xiàn)第一方面所述的定位方法。

第五方面，提供了一種電子設(shè)備，包括：存儲器、通信接口和處理器，所述存儲器用于存儲計算機執(zhí)行代碼，所述處理器用于執(zhí)行所述計算機執(zhí)行代碼控制執(zhí)行第一方面所述定位方法，所述通信接口用于所述定位設(shè)備與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸。。

本發(fā)明實施例提供的定位方法和裝置，通過對應(yīng)不同拍攝時間段或拍攝視角的地圖數(shù)據(jù)庫與實時圖像進行匹配，然后根據(jù)匹配結(jié)果進行定位，解決了vslam受視角和光照影響無法定位和導(dǎo)航的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的視角的示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的定位的示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的一種定位方法的流程示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的一種定位方法的流程示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例提供的一種定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例提供的另一種定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明實施例提供的又一種定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明實施例提供的定位方法和裝置可以用于機器人、自動駕駛汽車等裝置在室內(nèi)外的視覺定位和導(dǎo)航。定位裝置可以位于云端作為定位服務(wù)器，或者位于現(xiàn)場作為終端(例如導(dǎo)盲頭盔)。

參照圖1中所示，本發(fā)明實施例所述的視角是指攝像頭光軸方向與前進方向的夾角。參照圖2中所示，本發(fā)明實施例所述的定位是指確定在直角坐標系x-y平面中的位置(x,y)。

本發(fā)明實施例提供了一種定位方法，應(yīng)用于上述定位裝置，參照圖3中所示，包括：

s101、創(chuàng)建多個vslam進程，并分別為各個vslam進程加載對應(yīng)的地圖數(shù)據(jù)庫。

地圖數(shù)據(jù)庫為針對同一路線事先采集的不同時段、不同視角的地圖數(shù)據(jù)庫。具體的，當起始地、目的地和行進路線確定之后，在某一時段，拍攝車輛保持視覺傳感器模塊的視角不變，從起始地沿行進路線向目的地出發(fā)，行進過程中間隔一定時間拍攝一次圖像同時記錄位置坐標(相對位置或絕對位置)，到達目的地后即形成了該行進路線的一組地圖數(shù)據(jù)庫，其中，每個地圖數(shù)據(jù)庫均包括圖像、拍攝圖像時的視角、時間和位置坐標。

為了平衡計算量和匹配準確度，在拍攝時間間隔上可以如表1中所示以一小時為間隔分別采集0-23時的地圖數(shù)據(jù)庫，這樣可以得到不同光照條件下的地圖數(shù)據(jù)庫；另外，在視角上可以如表1中所示以45度為間隔采集360度視角的地圖數(shù)據(jù)庫。進一步優(yōu)選的，可以直接采用360度全景相機進行拍攝來得到如表2中所示的地圖數(shù)據(jù)庫，每個地圖數(shù)據(jù)庫包含360度全景圖像，這樣既節(jié)省拍攝工作量，同時也節(jié)省定位時的計算量。

表1

表2

所創(chuàng)建的vslam進程數(shù)目可以小于等于地圖數(shù)據(jù)庫的組數(shù)。例如，如果有16組地圖數(shù)據(jù)庫，可以創(chuàng)建1-16個進程來進行上述匹配運算，每個進程取一組地圖數(shù)據(jù)庫與實時圖像進行定位，當一個進程定位完成后從剩余的幾組地圖數(shù)據(jù)庫中取一組再與實時圖像進行定位，直至所有n組地圖數(shù)據(jù)庫加載完成。

各個vslam進程可以采用相同的定位規(guī)則，針對不同的地圖數(shù)據(jù)庫進行定位；或者可以采用不同定位規(guī)則，針對同一地圖數(shù)據(jù)庫進行定位。

在一些實施方式中，在初始化時，可以創(chuàng)建多個vslam進程，當一個vslam進程定位失敗時，則關(guān)閉該vslam進程，以節(jié)省計算資源；當所創(chuàng)建的各個vslam進程均關(guān)閉后，重新創(chuàng)建多個vslam進程。

s102、調(diào)用各個vslam進程基于實時圖像進行定位。

具體的，可以通過視覺傳感器模塊(例如攝像頭)采集當前幀的實時圖像。

在各個進程根據(jù)實時圖像從加載的地圖數(shù)據(jù)庫中得到定位結(jié)果時，為了進一步簡化運算，不必將二者所有像素點一一進行匹配，可以分別從二者中提取圖像特征，然后將二者的圖像特征進行匹配，這樣可以大大節(jié)省計算量。更進一步地，由于地圖數(shù)據(jù)庫是保持不變的，可以提前將地圖數(shù)據(jù)庫保存為圖像特征，這樣每次進行定位時，可以僅對實時圖像提取圖像特征，可以進一步節(jié)省計算量。

在一些實施方式中，如果一個vslam進程定位成功，則該進程可以通知其他未定位成功vslam進程縮小在對應(yīng)地圖數(shù)據(jù)庫中的搜索范圍，使得縮小后的搜索范圍包括定位成功的vslam進程所輸出的定位結(jié)果所指示的位置。示例性的，假設(shè)第一進程處理第一組地圖數(shù)據(jù)庫，第二進程處理第二組地圖數(shù)據(jù)庫，第一進程處理在定位過程中首先搜索到第一組地圖數(shù)據(jù)庫的第100個地圖數(shù)據(jù)庫定位成功，則通知第二進程(尚未定位成功)，在第二組地圖數(shù)據(jù)庫的第100個地圖數(shù)據(jù)庫附近最有可能定位成功，例如可以指示第二進程直接跳過第二組地圖數(shù)據(jù)庫中前89個地圖數(shù)據(jù)庫，從第90個地圖數(shù)據(jù)庫開始搜索，從而達到節(jié)省計算工作量的目的。

在一些實施方式中，在每一個vslam進程定位失敗時，說明該進程所加載的本組地圖數(shù)據(jù)庫可能由于光照、視角、拍攝間隔等原因無法對實時圖像進行定位，則本組地圖數(shù)據(jù)庫不再參與后續(xù)實時圖像的定位過程，因此關(guān)閉該vslam進程，直至所有vslam進程均關(guān)閉后，重新按照步驟s101創(chuàng)建多個vslam進程，以期待下個拍攝間隔的實時圖像能夠與地圖數(shù)據(jù)庫定位成功，以達到進一步節(jié)省計算工作量的目的。具體的，可以通過對每組地圖數(shù)據(jù)庫置標志位的方式來指示每組地圖數(shù)據(jù)庫是否參與后續(xù)實時圖像的定位過程。

s103、定位裝置根據(jù)n組地圖數(shù)據(jù)庫的定位結(jié)果進行定位。

具體的，可以將定位成功各個vslam進程所得定位結(jié)果所指示位置的坐標值求平均值，作為當前實時圖像的位置結(jié)果。然后根據(jù)定位的位置坐標，結(jié)合路徑規(guī)劃結(jié)果給出導(dǎo)航方向。

可選的，參照圖4中所示，在步驟s101之前，還可以包括：

s104、獲取全景圖像攝像裝置在多個角度上拍攝的圖像，將每一個角度上拍攝的圖像對應(yīng)的配置到一個vslam進程所使用的地圖數(shù)據(jù)庫中。

每個地圖數(shù)據(jù)庫可以包含360度全景圖像，這樣既節(jié)省拍攝工作量，同時也節(jié)省定位時的計算量。

本發(fā)明實施例提供的定位方法，通過對應(yīng)不同拍攝時間段或拍攝視角的地圖數(shù)據(jù)庫與實時圖像進行定位，然后根據(jù)定位結(jié)果進行定位，解決了vslam受視角和光照影響無法定位和導(dǎo)航的問題。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該很容易意識到，結(jié)合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元及算法步驟，本發(fā)明能夠以硬件或硬件和計算機軟件的結(jié)合形式來實現(xiàn)。某個功能究竟以硬件還是計算機軟件驅(qū)動硬件的方式來執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計約束條件。專業(yè)技術(shù)人員可以對每個特定的應(yīng)用來使用不同方法來實現(xiàn)所描述的功能，但是這種實現(xiàn)不應(yīng)認為超出本發(fā)明的范圍。

本發(fā)明實施例可以根據(jù)上述方法示例對定位裝置進行功能模塊的劃分，例如，可以對應(yīng)各個功能劃分各個功能模塊，也可以將兩個或兩個以上的功能集成在一個處理模塊中。上述集成的模塊既可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用軟件功能模塊的形式實現(xiàn)。需要說明的是，本發(fā)明實施例中對模塊的劃分是示意性的，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式。

在采用對應(yīng)各個功能劃分各個功能模塊的情況下，圖5示出了上述實施例中所涉及的定位裝置的一種可能的結(jié)構(gòu)示意圖，定位裝置11包括：創(chuàng)建單元1101、定位單元1102、獲取單元1103。創(chuàng)建單元1101用于支持定位裝置執(zhí)行圖3中的過程s101、圖4中的過程s101；定位單元1102用于支持定位裝置執(zhí)行圖3中的過程s102、s103，圖4中的過程s102、s103；獲取單元1103用于支持定位裝置執(zhí)行圖4中的過程s104。其中，上述方法實施例涉及的各步驟的所有相關(guān)內(nèi)容均可以援引到對應(yīng)功能模塊的功能描述，在此不再贅述。

在采用集成的單元的情況下，圖6示出了上述實施例中所涉及的電子設(shè)備的一種可能的結(jié)構(gòu)示意圖。電子設(shè)備11包括：處理模塊1112和通信模塊1113。處理模塊1112用于對定位裝置的動作進行控制管理，例如，處理模塊1112用于支持定位裝置執(zhí)行圖3中的過程s101-s103，圖4中的過程s101-s104，和/或用于本文所描述的技術(shù)的其它過程，通信模塊1113用于支持電子設(shè)備11與其他外部實體的通信。電子設(shè)備11還可以包括存儲模塊1111，用于存儲定位裝置的程序代碼和數(shù)據(jù)。

其中，處理模塊1112可以是處理器或控制器，例如可以是中央處理器(centralprocessingunit，cpu)，通用處理器，數(shù)字信號處理器(digitalsignalprocessor，dsp)，專用集成電路(application-specificintegratedcircuit，asic)，現(xiàn)場可編程門陣列(fieldprogrammablegatearray，fpga)或者其他可編程邏輯器件、晶體管邏輯器件、硬件部件或者其任意組合。其可以實現(xiàn)或執(zhí)行結(jié)合本發(fā)明公開內(nèi)容所描述的各種示例性的邏輯方框，模塊和電路。所述處理器也可以是實現(xiàn)計算功能的組合，例如包含一個或多個微處理器組合，dsp和微處理器的組合等等。存儲模塊1111可以是存儲器。

當處理模塊1112為處理器，通信模塊1113為通信接口，存儲模塊1111為存儲器時，本發(fā)明實施例所涉及的定位裝置可以為圖7所示的定位裝置。

參閱圖7所示，該電子設(shè)備11包括：處理器1122、通信接口1123、存儲器1121以及總線1124。其中，處理器1122、通信接口1123以及存儲器1121通過總線1124相互連接；總線1124可以是外設(shè)部件互連標準(peripheralcomponentinterconnect，pci)總線或擴展工業(yè)標準結(jié)構(gòu)(extendedindustrystandardarchitecture，eisa)總線等。所述總線可以分為地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線等。為便于表示，圖7中僅用一條粗線表示，但并不表示僅有一根總線或一種類型的總線。

在具體實施時，這里的電子設(shè)備可以為消費類的電子設(shè)備，也可以是指提供相應(yīng)功能的服務(wù)器等。

結(jié)合本發(fā)明公開內(nèi)容所描述的方法或者算法的步驟可以硬件的方式來實現(xiàn)，也可以是由處理器執(zhí)行軟件指令的方式來實現(xiàn)。本發(fā)明實施例還提供一種存儲介質(zhì)，該存儲介質(zhì)可以包括存儲器1121，用于儲存為定位裝置所用的計算機軟件指令，其包含執(zhí)行定位方法所設(shè)計的程序代碼。具體的，軟件指令可以由相應(yīng)的軟件模塊組成，軟件模塊可以被存放于隨機存取存儲器(randomaccessmemory，ram)、閃存、只讀存儲器(readonlymemory，rom)、可擦除可編程只讀存儲器(erasableprogrammablerom，eprom)、電可擦可編程只讀存儲器(electricallyeprom，eeprom)、寄存器、硬盤、移動硬盤、只讀光盤(cd-rom)或者本領(lǐng)域熟知的任何其它形式的存儲介質(zhì)中。一種示例性的存儲介質(zhì)耦合至處理器，從而使處理器能夠從該存儲介質(zhì)讀取信息，且可向該存儲介質(zhì)寫入信息。當然，存儲介質(zhì)也可以是處理器的組成部分。處理器和存儲介質(zhì)可以位于asic中。另外，該asic可以位于定位裝置中。當然，處理器和存儲介質(zhì)也可以作為分立組件存在于定位裝置中。

本發(fā)明實施例還提供一種計算機程序，該計算機程序可直接加載到存儲器1121中，并含有軟件代碼，該計算機程序經(jīng)由計算機載入并執(zhí)行后能夠?qū)崿F(xiàn)上述的人機混合決策方法。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護范圍為準。