定位初始化方法和相关装置、设备、存储介质制造方法及图纸

本申请公开了一种定位初始化方法和相关装置、设备、存储介质，定位初始化方法包括：在对待定位设备的定位参数进行初始化之后，获取设备的运动信息；基于运动信息，确定设备的当前运动状态；根据设备的当前运动状态，对定位参数进行优化，得到优化后的定位参数。上述方案，通过在对定位参数进行初始化之后，再根据设备的运动状态对定位参数进行优化得到优化后的定位参数，使得后续对设备的定位更准确。

【技术实现步骤摘要】
定位初始化方法和相关装置、设备、存储介质
本申请涉及定位
，特别是涉及一种定位初始化方法和相关装置、设备、存储介质。
技术介绍
目前，视觉跟踪定位方法在计算机视觉、机器人、无人机、三维重建一级增强现实等领域中起着重要的作用。一般情况下，对视觉跟踪定位所需参数的初始化之后，直接利用初始化得到的结果对设备进行跟踪定位，这种做法仍有问题存在，例如，当设备的运动幅度不大的情况下，在进行初始化的过程中求解的参数可能误差较大，例如，尺度等参数，若直接使用这些参数对设备进行跟踪定位，会使得最终对设备进行跟踪定位的准确度较低。
技术实现思路
本申请至少提供一种定位初始化方法和相关装置、设备、存储介质。本申请第一方面提供了一种定位初始化方法，包括：在对待定位的设备的定位参数进行初始化之后，获取设备的运动信息；基于运动信息，确定设备的当前运动状态；利用设备的当前运动状态，对定位参数进行优化，得到优化后的定位参数。因此，通过在对定位参数进行初始化之后，仍进一步获取设备的运动状态，然后根据运动状态对定位参数进行优化，使得能够根据优化之后的参数对设备后续的移动进行定位，提高了定位的准确度。其中，定位参数分为第一定位参数和第二定位参数；根据设备的当前运动状态，对定位参数进行优化，得到优化后的定位参数，包括：在当前运动状态属于非静止状态的情况下，利用第一优化方式对第一定位参数进行优化，其中，第一定位参数包括尺度；或，在当前运动状态属于静止状态的情况下，利用第二优化方式对第二定位参数进行优化，其中，第二定位参数不同于第一定位参数。因此，通过设备处于静止状态或非静止状态时采用不同优化方式，对定位参数进行优化，能够适用不同的运动场景。其中，非静止状态包括第一非静止状态和第二非静止状态；在当前运动状态属于非静止状态的情况下，利用第一优化方式对第一定位参数进行优化，包括：在当前运动状态属于第一非静止状态的情况下，利用各三维点在当前图像帧及若干历史图像帧上的重投影误差，对所第一定位参数进行优化；其中，当前图像帧和历史图像帧为设备拍摄得到的，当前图像帧未用于对设备的跟踪定位，历史图像帧已用于对设备的跟踪定位；或，在当前运动状态属于第二非静止状态的情况下，利用预设运动学方程组对第一定位参数进行优化。因此，将非静止状态又细分为多种非静止状态，使得设备处于非静止状态下时又可根据具体的运动情况选择合适的优化方式，提高对参数的优化效果。其中，基于运动信息，确定设备的当前运动状态，包括以下至少一个步骤：以其中一历史图像帧作为运动开始帧；在运动开始帧至当前图像帧之间的特征不满足预设条件的情况下，确定当前运动状态为第一非静止状态；其中，特征包括图像帧数量、时差、视差和传感数据中的一个或多个；在运动开始帧至当前图像帧之间的特征满足预设条件的情况下，确定当前运动状态为第二非静止状态。因此，通过运动开始帧及以后的历史图像帧以及当前图像帧对设备的运动状态进行确定，减小了运动开始帧以前的静止图像帧造成的干扰使得设备的运动状态的确定更准确。其中，预设条件包括以下至少一个：运动开始帧与当前图像帧之间的第一时间差大于或等于第一时间阈值；运动开始帧至当前图像帧之间的历史图像帧数量大于或等于第一数量阈值；运动开始帧与当前图像帧中的预设二维点对的数量大于或等于第二数量阈值，其中，预设二维点对的视差大于或等于第一视差阈值；运动开始帧至当前图像帧之间的加速度计传感数据的离散程度大于或等于预设程度阈值。因此，视差和传感数据的离散程度越大，则说明设备的运动幅度越大，历史图像帧的数量越多以及时差越大，说明有足够的传感数据用于优化定位参数，使得定位参数的优化结果更准确。其中，利用预设运动学方程组对第一定位参数进行优化，包括：以其中一历史图像帧作为运动开始帧，并获取运动开始帧至当前图像帧之间的相邻图像帧的位置关系以及预积分信息；将位置关系以及预积分信息代入预设运动学方程组，求解得到尺度以及设备的速度；将求解得到的尺度以及设备的速度作为优化后的第一定位参数。因此，在固定其余与尺度耦合不大的定位参数的情况下，求解尺度与速度，降低了对尺度以及速度的求解难度。其中，求解得到的尺度以及速度为使得预设运动学方程组误差最小的一组解。因此，通过将使得预设运动学方程组误差最小的一组解作为求解得到的尺度与速度，使得求解得到的尺度与速度相对其他解而言更准确，后续跟踪定位的结果更准确。其中，在将求解得到的尺度以及设备的速度作为优化后的第一定位参数之前，方法还包括：将求解得到的尺度以及速度代入预设运动学方程组，得到预设运动学方程组中各运动学方程的误差；若各运动学方程的误差均小于或等于预设误差阈值，则确定尺度以及速度求解成功，并执行将求解得到的尺度以及设备的速度作为优化后的第一定位参数。因此，只有在所有的运动学方程的误差均小于或等于预设误差阈值的情况下，才认为尺度和速度求解成功，使得尺度和速度的求解过程严格，从而求解得到的尺度以及速度更准确。其中，以其中一历史图像帧作为运动开始帧，包括：按照历史图像帧与当前图像帧之间的第二时间差从少到多进行排序，并依序判断每相邻两历史图像帧之间的第三时间差是否大于第二时间阈值；在判断相邻两历史图像帧之间的第三时间差大于第二时间阈值的情况下，将相邻两历史图像帧中第二时间差更小的历史图像帧作为运动开始帧。因此，根据相邻两历史图像帧之间的时间差确定运动开始帧，使得对运动开始帧的认定过程简便。其中，在利用预设运动学方程组对第一定位参数进行优化之后，方法还包括：对尺度优化后的各历史图像帧的位置和/或各三维点的深度进行优化。因此，通过将尺度优化后的各历史图像帧和三维点的深度进行优化，使得在后续跟踪定位过程中，能够有更准确的先验信息，从而跟踪定位的结果更准确。其中，对尺度优化后的各历史图像帧的位置进行优化，包括：选择其中一历史图像帧作为第一参考帧；利用优化后的尺度，确定第一参考帧与其相邻历史图像帧之间的距离；按照距离，初步调整第一参考帧的相邻历史图像帧的位置；以初步调整后的相邻历史图像帧作为新的第一参考帧，并重新执行利用优化后的尺度，确定第一参考帧与其相邻历史图像帧之间的距离及其后续步骤，直至预设时间段内的历史图像帧均已初步调整完成。因此，将历史图像帧之间的距离关系根据计算得到的尺度进行调整，优化各历史图像帧之间的位置关系，使得后续对设备跟踪定位的结果更准确。其中，在预设时间段内的历史图像帧均已初步调整完成之后，方法还包括：以预设时间段内与所当前图像帧之间的时间差最少的历史图像帧作为第二参考帧；将第二参考帧的位置最终调整为初步调整之前所在的位置；基于第二参考帧在最终调整过程中的位置变化，调整预设时间段内除第二参考帧以外的其余历史图像帧的位置。因此，在初步调整完成之后，各历史图像帧在初步调整前后的位置变化太大，即初步调整前后历史图像帧之间出现不连贯的现象，通过将与当前图像帧之间时间差最小的历史图像帧的初步调整后的位置移动至初步调整前的位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种定位初始化方法，其特征在于，包括：/n在对待定位的设备的定位参数进行初始化之后，获取所述设备的运动信息；/n基于所述运动信息，确定所述设备的当前运动状态；/n根据所述设备的当前运动状态，对所述定位参数进行优化，得到优化后的定位参数。/n

【技术特征摘要】
1.一种定位初始化方法，其特征在于，包括：
在对待定位的设备的定位参数进行初始化之后，获取所述设备的运动信息；
基于所述运动信息，确定所述设备的当前运动状态；
根据所述设备的当前运动状态，对所述定位参数进行优化，得到优化后的定位参数。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定位参数分为第一定位参数和第二定位参数；所述根据所述设备的当前运动状态，对所述定位参数进行优化，得到优化后的定位参数，包括：
在所述当前运动状态属于非静止状态的情况下，利用第一优化方式对第一定位参数进行优化，其中，所述第一定位参数包括尺度；
或，在所述当前运动状态属于静止状态的情况下，利用第二优化方式对第二定位参数进行优化，其中，所述第二定位参数不同于所述第一定位参数。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述非静止状态包括第一非静止状态和第二非静止状态；所述在所述当前运动状态属于非静止状态的情况下，利用第一优化方式对第一定位参数进行优化，包括：
在所述当前运动状态属于第一非静止状态的情况下，利用各三维点在当前图像帧及若干历史图像帧上的重投影误差，对所第一定位参数进行优化；其中，所述当前图像帧和历史图像帧为所述设备拍摄得到的，所述当前图像帧未用于对所述设备的跟踪定位，所述历史图像帧已用于对所述设备的跟踪定位；
或，在所述当前运动状态属于第二非静止状态的情况下，利用预设运动学方程组对第一定位参数进行优化。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述运动信息，确定所述设备的当前运动状态，包括以下至少一个步骤：
以其中一所述历史图像帧作为运动开始帧；
在所述运动开始帧至当前图像帧之间的特征不满足预设条件的情况下，确定所述当前运动状态为第一非静止状态；其中，所述特征包括图像帧数量、时差、视差和传感数据中的一个或多个；
在所述运动开始帧至当前图像帧之间的特征满足预设条件的情况下，确定所述当前运动状态为所述第二非静止状态。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设条件包括以下至少一个：
所述运动开始帧与所述当前图像帧之间的第一时间差大于或等于第一时间阈值；
所述运动开始帧至所述当前图像帧之间的历史图像帧数量大于或等于第一数量阈值；
所述运动开始帧与所述当前图像帧中的预设二维点对的数量大于或等于第二数量阈值，其中，所述预设二维点对的视差大于或等于第一视差阈值；
所述运动开始帧至所述当前图像帧之间的加速度计传感数据的离散程度大于或等于预设程度阈值。


6.根据权利要求3至5任一项所述的方法，其特征在于，所述利用预设运动学方程组对第一定位参数进行优化，包括：
以其中一所述历史图像帧作为运动开始帧，并获取所述运动开始帧至当前图像帧之间的相邻图像帧的位置关系以及预积分信息；
将所述位置关系以及预积分信息代入预设运动学方程组，求解得到所述尺度以及所述设备的速度；
将求解得到的所述尺度以及所述设备的速度作为优化后的第一定位参数。


7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述求解得到的所述尺度以及所述速度为使得所述预设运动学方程组误差最小的一组解。


8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，在所述将求解得到的所述尺度以及所述设备的速度作为优化后的第一定位参数之前，所述方法还包括：
将求解得到的所述尺度以及速度代入所述预设运动学方程组，得到所述预设运动学方程组中各运动学方程的误差；
若各所述运动学方程的误差均小于或等于预设误差阈值，则确定所述尺度以及速度求解成功，并执行所述将求解得到的所述尺度以及所述设备的速度作为优化后的第一定位参数。


9.根据权利要求4或6所述的方法，其特征在于，所述以其中一所述历史图像帧作为运动开始帧，包括：
按照所述历史图像帧与当前图像帧之间的第二时间差从少到多进行排序，并依序判断每相邻两历史图像帧之间的第三时间差是否大于第二时间阈值；
在判断所述相邻两历史图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟尚进，章国锋，
申请(专利权)人：浙江商汤科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33