视觉定位方法、装置及存储介质和电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提出视觉定位方法、装置及存储介质和电子设备。方法包括：获取相机在不同位置处分别采集的包含Apriltag的图像，其中，相机在每个位置处分别采集一帧包含Apriltag的图像；根据采集到的每帧图像中的Apriltag，分别计算每帧图像对应的相机坐标系在Apriltag坐标系下的估计位姿；获取相机在两两相邻位置间的测量位姿变化量；根据相机在两两相邻位置间的测量位姿变化量，对计算得到的相机坐标系在Apriltag坐标系下的各估计位姿进行修正，得到相机坐标系在Apriltag坐标系下的各最优位姿。本发明专利技术实施例提高了视觉定位准确度。

【技术实现步骤摘要】
视觉定位方法、装置及存储介质和电子设备
本专利技术涉及定位
，尤其涉及视觉定位方法、装置及可读存储介质和电子设备。
技术介绍
Apriltag是一种视觉定位标志图形，与二维码、条形码等相似。使用相机拍摄一张包含Apriltag的图像后，根据已有的Apriltag算法，通过解码、位姿计算等步骤可以计算出相机坐标系在Apriltag坐标系下的位姿包括：位置和角度。Apriltag常被用来为搭载相机的设备(如：移动机器人)进行定位。当相机距离Apriltag较远时，由于相机的分辨率有限，导致根据Apriltag计算出的相机坐标系的位姿不够准确。
技术实现思路
本专利技术实施例提出视觉定位方法、装置及可读存储介质和电子设备，以提高视觉定位准确度。本专利技术实施例的技术方案是这样实现的：一种视觉定位方法，该方法包括：获取相机在不同位置处分别采集的包含Apriltag的图像，其中，相机在每个位置处分别采集一帧包含Apriltag的图像；根据采集到的每帧图像中的Apriltag，分别计算每帧图像对应的相机坐标系在Apriltag坐标系下的估计位姿；获取相机在两两相邻位置间的测量位姿变化量；根据相机在两两相邻位置间的测量位姿变化量，对计算得到的相机坐标系在Apriltag坐标系下的各估计位姿进行修正，得到相机坐标系在Apriltag坐标系下的各最优位姿。所述根据相机在两两相邻位置间的测量位姿变化量，对计算得到的相机坐标系在Apriltag坐标系下的各估计位姿进行修正，包括：根据相机坐标系在Apriltag坐标系下的各实际位姿与其对应的估计位姿之间的偏离度，以及相机在两两相邻位置间的各实际位姿变化量与其对应的测量位姿变化量之间的偏离度，对计算得到的相机坐标系在Apriltag坐标系下的各估计位姿进行修正。所述相机坐标系在Apriltag坐标系下的各实际位姿与其对应的估计位姿之间的偏离度通过如下方式得到：将相机坐标系在Apriltag坐标系下的各实际位姿与其对应的估计位姿之间的偏离度分别作为一第一偏离度，将各第一偏离度相加得到第一偏离度之和。所述相机在两两相邻位置间的各实际位姿变化量与其对应的测量位姿变化量之间的偏离度通过如下方式得到：将相机在两两相邻位置间的各实际位姿变化量与其对应的测量位姿变化量之间的偏离度分别作为一第二偏离度，将各第二偏离度相加得到第二偏离度之和。所述对计算得到的相机坐标系在Apriltag坐标系下的各估计位姿进行修正包括：将第一偏离度之和与第二偏离度之和相加，得到总偏离度；以总偏离度最小为目标，计算相机坐标系在Apriltag坐标系下的各实际位姿的最优值；且，将相机坐标系在Apriltag坐标系下的各实际位姿的最优值作为相机坐标系在Apriltag坐标系下的各最优位姿。所述将相机坐标系在Apriltag坐标系下的各实际位姿与其对应的估计位姿之间的偏离度分别作为一第一偏离度，包括：分别采用二维刚体运动群的三维实矩阵表示相机坐标系在Apriltag坐标系下的各实际位姿与其对应的估计位姿；将每个实际位姿分别右减其对应的估计位姿，对每个右减运算结果分别与预设的第一方差矩阵进行二范数运算，则每个二范数运算结果分别为每个实际位姿与其对应的估计位姿之间的第一偏离度，其中，所述右减为二维刚体运动群的右减操作。所述将相机在两两相邻位置间的各实际位姿变化量与其对应的测量位姿变化量之间的偏离度分别作为一第二偏离度，包括：分别采用二维刚体运动群的三维实矩阵表示相机坐标系在Apriltag坐标系下的各实际位姿；分别对相机在每两个相邻位置间的实际位姿进行右减运算，将各右减运算结果作为相机在两两相邻位置间的各实际位姿变化量；其中，所述右减为二维刚体运动群的右减操作；分别对相机在两两相邻位置间的实际位姿变化量与其对应的测量位姿变化量进行向量减运算；将每个向量减运算结果分别与预设的第二方差矩阵进行二范数运算，则每个二范数运算结果分别为相机在两两相邻位置间的各实际位姿变化量与其对应的测量位姿变化量之间的第二偏离度。一种视觉定位装置，该装置包括：图像获取模块，用于获取相机在不同位置处分别采集的包含Apriltag的图像，其中，相机在每个位置处分别采集一帧包含Apriltag的图像；位姿估计模块，用于根据获取到的每帧图像中的Apriltag，分别计算每帧图像对应的相机坐标系在Apriltag坐标系下的估计位姿；位姿变化量测量模块，用于获取相机在两两相邻位置间的测量位姿变化量；位姿优化模块，用于根据相机在两两相邻位置间的测量位姿变化量，对计算得到的相机坐标系在Apriltag坐标系下的各估计位姿进行修正，得到相机坐标系在Apriltag坐标系下的各最优位姿。一种非瞬时计算机可读存储介质，所述非瞬时计算机可读存储介质存储指令，所述指令在由处理器执行时使得所述处理器执行如上任一项所述的视觉定位方法的步骤。一种电子设备，包括如上所述的非瞬时计算机可读存储介质、以及可访问所述非瞬时计算机可读存储介质的所述处理器。本专利技术实施例中，在根据相机采集到的每帧图像中的Apriltag，分别计算出每帧图像对应的相机坐标系在Apriltag坐标系下的估计位姿后，再根据相机在两两相邻位置间的测量位姿变化量，对计算得到的相机坐标系在Apriltag坐标系下的各估计位姿进行修正，从而提高了视觉定位的准确度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一实施例提供的视觉定位方法流程图；图2为本专利技术另一实施例提供的视觉定位方法流程图；图3为本专利技术一实施例提供的视觉定位装置的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种电子设备的示例性结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种视觉定位方法，其特征在于，该方法包括：/n获取相机在不同位置处分别采集的包含Apriltag的图像，其中，相机在每个位置处分别采集一帧包含Apriltag的图像；/n根据采集到的每帧图像中的Apriltag，分别计算每帧图像对应的相机坐标系在Apriltag坐标系下的估计位姿；/n获取相机在两两相邻位置间的测量位姿变化量；/n根据相机在两两相邻位置间的测量位姿变化量，对计算得到的相机坐标系在Apriltag坐标系下的各估计位姿进行修正，得到相机坐标系在Apriltag坐标系下的各最优位姿。/n

【技术特征摘要】
1.一种视觉定位方法，其特征在于，该方法包括：
获取相机在不同位置处分别采集的包含Apriltag的图像，其中，相机在每个位置处分别采集一帧包含Apriltag的图像；
根据采集到的每帧图像中的Apriltag，分别计算每帧图像对应的相机坐标系在Apriltag坐标系下的估计位姿；
获取相机在两两相邻位置间的测量位姿变化量；
根据相机在两两相邻位置间的测量位姿变化量，对计算得到的相机坐标系在Apriltag坐标系下的各估计位姿进行修正，得到相机坐标系在Apriltag坐标系下的各最优位姿。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据相机在两两相邻位置间的测量位姿变化量，对计算得到的相机坐标系在Apriltag坐标系下的各估计位姿进行修正，包括：
根据相机坐标系在Apriltag坐标系下的各实际位姿与其对应的估计位姿之间的偏离度，以及相机在两两相邻位置间的各实际位姿变化量与其对应的测量位姿变化量之间的偏离度，对计算得到的相机坐标系在Apriltag坐标系下的各估计位姿进行修正。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述相机坐标系在Apriltag坐标系下的各实际位姿与其对应的估计位姿之间的偏离度通过如下方式得到：将相机坐标系在Apriltag坐标系下的各实际位姿与其对应的估计位姿之间的偏离度分别作为一第一偏离度，将各第一偏离度相加得到第一偏离度之和。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述相机在两两相邻位置间的各实际位姿变化量与其对应的测量位姿变化量之间的偏离度通过如下方式得到：
将相机在两两相邻位置间的各实际位姿变化量与其对应的测量位姿变化量之间的偏离度分别作为一第二偏离度，将各第二偏离度相加得到第二偏离度之和。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对计算得到的相机坐标系在Apriltag坐标系下的各估计位姿进行修正包括：
将第一偏离度之和与第二偏离度之和相加，得到总偏离度；以总偏离度最小为目标，计算相机坐标系在Apriltag坐标系下的各实际位姿的最优值；
且，将相机坐标系在Apriltag坐标系下的各实际位姿的最优值作为相机坐标系在Apriltag坐标系下的各最优位姿。


6.根据权利要求3或5所述的方法，其特征在于，所述将相机坐标系在Apriltag坐标系...

【专利技术属性】
技术研发人员：张健，
申请(专利权)人：北京京东乾石科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11