定位方法及电子设备、可读存储介质技术

本申请公开了一种定位方法，包括：获取采集至少两帧待定位图像时电子设备的位姿之间的第一类位姿变化信息；确定采集至少两帧待定位图像时电子设备的位姿分别与对应的参考图像所指示的电子设备的位姿之间的第二类位姿变化信息；基于第一类位姿变化信息和第二类位姿变化信息，确定至少两帧待定位图像分别对应的尺度信息；尺度信息用于表征电子设备采集待定位图像时的坐标系、与电子设备采集对应的参考图像时的目标坐标系之间的尺寸关系；基于第二类位姿变化信息和尺度信息，确定采集至少两帧待定位图像时电子设备在目标坐标系中分别对应的目标位姿。本申请的实施例同时公开了一种电子设备以及计算机可读存储介质。

Location Method and Electronic Equipment, Readable Storage Medium

【技术实现步骤摘要】
定位方法及电子设备、可读存储介质
本申请涉及图像处理
，尤其涉及一种定位方法及电子设备、可读存储介质。
技术介绍
即时定位与地图构建(Simultaneouslocalizationandmapping，SLAM)技术是设备根据传感器信息实现自身定位和环境地图构建的技术，在机器人、无人机、无人驾驶、虚拟现实等领域中有着广泛的应用。在基于视觉的SLAM技术中，当位置追踪丢失后或当加载离线地图后需要重新定位时，设备可以根据已存储的地图信息恢复当前设备的位姿。现有技术中的重定位方法通常是先在数据库中找到与当前电子设备拍摄画面相近的图像作为参考帧，再将当前帧中的二维(2-Dimension，2D)特征与参考帧中的2D特征进行特征匹配，恢复出当前帧与参考帧之间的相对位姿变换。然而，现有的2D-2D特征匹配的重定位算法无法确定环境的绝对尺度，也就是说，通过2D-2D特征匹配的重定位算法可以得到两帧之间的距离为单位1，但是无法确定这个单位1指的是1厘米还是1米，导致重定位后的位姿信息不准确的问题。在另一现有技术中，还可以通过将当前帧中的2D特征与参考帧中的3D点云进行特征匹配，这样得到2D特征和3D点云之间的对应关系，从而得到当前帧在点云坐标系下的坐标。然而，在构建离线地图时，需要计算参考图像的3D点云信息以及对应的3D特征描述子信息，这样无疑会产生额外的计算量，且构建离线地图的方式比较复杂。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种定位方法及电子设备、可读存储介质。第一方面，提供一种定位方法，应用于电子设备中，包括：获取采集至少两帧待定位图像时电子设备的位姿之间的第一类位姿变化信息；其中，所述位姿用于表征电子设备的位置和/或姿态；确定采集所述至少两帧待定位图像时电子设备的位姿分别与对应的参考图像所指示的电子设备的位姿之间的第二类位姿变化信息；基于所述第一类位姿变化信息和所述第二类位姿变化信息，确定所述至少两帧待定位图像分别对应的尺度信息；所述尺度信息用于表征电子设备采集待定位图像时的坐标系、与电子设备采集对应的参考图像时的目标坐标系之间的尺寸关系；至少基于所述第二类位姿变化信息和尺度信息，确定采集所述至少两帧待定位图像时电子设备在所述目标坐标系中分别对应的目标位姿。第二方面，提供一种电子设备，包括：处理器和配置为存储能够在处理器上运行的计算机程序的存储器，其中，所述处理器配置为运行所述计算机程序时，执行第一方面所述定位方法的步骤。第三方面，本申请实施例还提供了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实现上述任一方法的步骤。本申请实施例提供的定位方法及电子设备、可读存储介质，首先获取采集至少两帧待定位图像时电子设备的位姿之间的第一类位姿变化信息；并确定采集至少两帧待定位图像时电子设备的位姿分别与对应的参考图像所指示的电子设备的位姿之间的第二类位姿变化信息；基于第一类位姿变化信息和第二类位姿变化信息，确定至少两帧待定位图像分别对应的尺度信息；至少基于所述第二类位姿变化信息和尺度信息，确定采集至少两帧待定位图像时电子设备在目标坐标系中分别对应的目标位姿。如此，利用当前采集到的至少两帧待定位图像的电子设备位姿之间具有尺度的第一类位姿变化信息，来恢复采集待定位图像时的坐标系与采集参考图像时的坐标系之间的尺寸关系，从而得到待定位图像对应的电子设备有尺度的目标位姿，提高了定位的准确性；另外，本申请提供的实施例中只需参考图像的位姿信息和图像信息，并不需要计算参考图像的3D点云信息，大大简化了构建地图的复杂性，并且兼容性更高，地图所占内存更小。附图说明图1为本申请实施例提供的一种定位方法的流程示意图；图2为本申请实施例提供的另一种定位方法的流程示意图；图3为本申请实施例提供的又一种定位方法的流程示意图；图4为本申请实施例提供的一种电子设备位姿关系示意图；图5为本申请实施例提供的一种电子设备的硬件结构示意图。具体实施方式为了能够更加详尽地了解本申请实施例的特点与
技术实现思路
，下面结合附图对本申请实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本申请实施例。在SLAM中，在电子设备运动过快时，采集的两帧之间的重叠区域太小以至于无法进行特征匹配容易出现跟踪丢失的问题，或当加载离线地图后重新定位时，我们需要根据已有的信息恢复当前电子设备的位姿。实际应用中，进行重定位的方式是先在离线地图数据库中找到与当前电子设备拍摄画面相近的图像作为参考帧，再将当前帧中的2D特征与参考帧当中的3D点云进行特征匹配。其中，3D点云包括一个或者多个描述子信息，和参考帧对应的3D位置信息。进而，得到2D特征和3D点云之间的对应关系后，再基于n点透视(Perspective-n-Point，PnP)算法，得到当前帧在离线地图的点云坐标系下的坐标。然而，该技术需要离线地图数据库提供3D点云信息，这些点云信息至少需要包括3D位置信息和描述子信息，才能和当前帧进行特征匹配并使用PnP算法。在做跨平台的AR应用时，通常现有的软件开发工具包(SoftwareDevelopmentKit，SDK)，例如苹果手机使用ArKit，部分安卓手机可以使用ArCore等，不会提供对应的数据接口，故无法进行重定位功能。另外，现有技术中还可以将当前帧和参考帧之间进行2D-2D的特征匹配，再计算当前帧和参考帧之间的基础矩阵或单应矩阵，进而恢复出两帧之间电子设备的相对位姿；然而，这个位姿是无尺度的，导致重定位后的位姿信息不准确的问题。在构建离线地图时，需要计算参考图像的3D点云信息以及对应的3D特征描述子信息，这样无疑会产生额外的计算量，且构建离线地图的方式比较复杂。基于现有技术中的上述问题，本申请实施例提供一种定位方法，图1为本申请实施例提供的定位方法的流程示意图，如图1所示，所述定位方法包括以下步骤：步骤101、获取采集至少两帧待定位图像时电子设备的位姿之间的第一类位姿变化信息。其中，位姿用于表征电子设备的位置和/或姿态。这里，步骤101的执行主体可以是电子设备的处理器；所述电子设备可以是无人机、机器人、虚拟现实设备、智能终端等。在电子设备运动的过程中，可以通过启动图像采集装置采集周围环境的图像，这里图像采集装置可以是单目相机、双目相机、扫描仪等。在本申请提供的实施例中，电子设备在追踪丢失，或者重新加载离线地图的情况次下需要对电子设备当前位置进行定时，采集周围环境的至少两帧待定位图像，以通过至少两帧待定位图像确定电子设备在离线地图中的具体位置。这里，所述采集到的至少两帧待定位图像中每帧待定位图像中至少部分区域相同。在本申请提供的实施例中，可以根据电子设备在采集至少两帧待定位图像过程中的运动情况，获知采集至少两帧待定位图像时电子设备位姿之间的第一类位姿变化信息。具体地，获取电子设备在采集至少两帧待定位图像过程中的运动参数；基于运动参数，确定采集至少两帧待定位图像时电子设备的位姿之间的第一类位姿变化信息。例如，电子设备可以根据在采集第1个待定位图像和第2个待定位图像过程中，电子设备运动时旋转的角度和产生的位移，得到采集第1个待定位图像和采集第2个待定位图像过程中电子设备的位姿变化信息。需要说明的是，第一类位姿变化信息中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种定位方法，应用于电子设备中，所述方法包括：获取采集至少两帧待定位图像时电子设备的位姿之间的第一类位姿变化信息；其中，所述位姿用于表征电子设备的位置和/或姿态；确定采集所述至少两帧待定位图像时电子设备的位姿分别与对应的参考图像所指示的电子设备的位姿之间的第二类位姿变化信息；基于所述第一类位姿变化信息和所述第二类位姿变化信息，确定所述至少两帧待定位图像分别对应的尺度信息；所述尺度信息用于表征电子设备采集待定位图像时的坐标系、与电子设备采集对应的参考图像时的目标坐标系之间的尺寸关系；基于所述第二类位姿变化信息和所述尺度信息，确定采集所述至少两帧待定位图像时电子设备在所述目标坐标系中分别对应的目标位姿。

【技术特征摘要】
1.一种定位方法，应用于电子设备中，所述方法包括：获取采集至少两帧待定位图像时电子设备的位姿之间的第一类位姿变化信息；其中，所述位姿用于表征电子设备的位置和/或姿态；确定采集所述至少两帧待定位图像时电子设备的位姿分别与对应的参考图像所指示的电子设备的位姿之间的第二类位姿变化信息；基于所述第一类位姿变化信息和所述第二类位姿变化信息，确定所述至少两帧待定位图像分别对应的尺度信息；所述尺度信息用于表征电子设备采集待定位图像时的坐标系、与电子设备采集对应的参考图像时的目标坐标系之间的尺寸关系；基于所述第二类位姿变化信息和所述尺度信息，确定采集所述至少两帧待定位图像时电子设备在所述目标坐标系中分别对应的目标位姿。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取采集至少两帧待定位图像时电子设备的位姿之间的第一类位姿变化信息，包括：获取电子设备在采集所述至少两帧待定位图像过程中的运动参数；基于所述运动参数，确定采集至少两帧待定位图像时电子设备的位姿之间的第一类位姿变化信息。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定采集所述至少两帧待定位图像时电子设备的位姿分别与对应的参考图像所表征的电子设备的位姿之间的第二类位姿变化信息，包括：在所处环境的预设地图信息中获取与所述至少两帧待定位图像分别对应的至少一个参考图像；基于所述至少两帧待定位图像以及所述至少两帧待定位图像分别对应的参考图像，得到所述第二类位姿变化信息。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述第一类位姿变化信息和所述第二类位姿变化信息，确定所述至少两帧待定位图像分别对应的尺度信息，包括：基于所述第一类位姿变化信息，确定采集所述至少两帧待定位图像时的电子设备在采集待定位图像的坐标系中分别对应的第一类位置；基于所述第二类位姿变化信息，确定采集所述至少两帧待定位图像时的电子设备在采集参考图像的目标坐标系中分别对应的第二类位置；基于所述第一类位置和所述第二类位置，确定所述至少两帧待定位图像分别对应的尺度信息。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宇尘，金珂，陈岩，方攀，
申请(专利权)人：OPPO广东移动通信有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44