定位方法与系统、电子设备与计算机可读存储介质技术方案

本公开实施例提供一种定位方法与系统、电子设备与计算机可读存储介质，本方案基于可移动的标定设备来确定标定点，并通过搭载于标定设备中的定位设备来实现对标定点的定位，如此，可以基于第一图像获取到标定点的像素坐标，基于定位设备获取到标定点的世界坐标，由此，可以计算得到摄像装置的单应性矩阵，并利用该单应性矩阵实现对目标对象的定位。在该过程中，无需封路作业，即可实现对单应性矩阵的自动标定，并且，这也避免了人工测量对标定精度、定位精度的不良影响，有利于提高定位精度。有利于提高定位精度。有利于提高定位精度。

【技术实现步骤摘要】
定位方法与系统、电子设备与计算机可读存储介质


[0001]本公开实施例涉及通信
与计算机视觉
，尤其涉及一种定位方法与系统、电子设备与计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]交通事件直接影响道路上行驶车辆、行人的生命和财产安全，而交通事件的准确定位，有利于及时规避或处理交通事件，降低安全风险。
[0003]通过布置在道路上的摄像头，可以实现对交通事件的定位。这是基于摄像头的单应性矩阵来实现的，单应性矩阵可用于描述摄像头的像素坐标系与世界坐标系之间的映射关系。目前，单应性矩阵一般借助人工标定实现。在摄像头的图像采集范围内，标定人员可以在道路中选取多个固定位置，例如，车道线顶点、斑马线角点、道路两侧标志牌等，然后人工测量这些固定位置的世界坐标，从而，结合这些固定位置在摄像头所采集图像中的像素坐标，计算得到摄像头的单应性矩阵。
[0004]现有技术中依赖于人工标定得到的单应性矩阵实现定位，如此，为了保证摄像头能够采集到包含这些固定位置的图像，在标定单应性矩阵时需要封路作业，并且，人工作业的标定方式存在标定精度较差的问题，进而也影响了定位精度。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本公开提供了一种定位方法与系统、电子设备与计算机可读存储介质，用以在不封路作业的前提下，实现对单应性矩阵的自动标定，提高定位精度。
[0006]第一方面，本公开提供一种定位方法。本方案中，可以在标定设备移动的过程中，利用摄像装置采集第一图像，并在第一图像中获取标定点在第一图像中的像素坐标，其中，标定点由第一图像中的标定设备确定，以及，本方案还在标定设备上搭载定位设备，如此，也可以获取到各标定点的世界坐标；那么，基于多个标定点的像素坐标与世界坐标，可以获取摄像装置的单应性矩阵，摄像装置的单应性矩阵用于描述摄像装置的像素坐标系与世界坐标系之间的映射关系；进而，当该摄像装置采集到另一图像，也即第二图像时，即可利用摄像装置的单应性矩阵，获取第二图像中的目标对象的目标世界坐标。通过本实施例提供的方案，无需封路作业，即可实现对摄像装置的单应性矩阵的自动标定，并且，避免了人工测量对标定精度、定位精度的不良影响，有利于提高定位精度。
[0007]在第一方面的一种实施例中，标定设备上还搭载有坐标标记设备，坐标标记设备用于确定虚拟坐标系，此时，标定点位于坐标标记设备所在平面与地面的交线上。
[0008]在该实施例中，获取标定点在第一图像中的像素坐标时，可以获取标定点在虚拟坐标系中的虚拟坐标，以及，获取第一图像的单应性矩阵，其中，第一图像的单应性矩阵用于描述第一图像中的虚拟坐标系与像素坐标系之间的映射关系，进而，利用第一图像的单应性矩阵处理标定点的虚拟坐标，得到标定点的像素坐标。其中，第一图像的单应性矩阵可以在执行该步骤时计算获取，或者，也可以提前存储，在该步骤执行时直接获取提前存储的
第一图像的单应性矩阵即可。
[0009]具体而言，第一图像的单应性矩阵可以按照如下方式获取得到：在第一图像中，获取多个参考点的像素坐标；其中，多个参考点位于坐标标记设备上，以及，在虚拟坐标系中，获取每个参考点的虚拟坐标，从而，基于多个参考点的虚拟坐标与像素坐标，计算第一图像的单应性矩阵。由于参考点位于坐标标记设备上，可以在第一图像中获取到准确的参考点的虚拟坐标，有利于提高第一图像的单应性矩阵的标定精度。
[0010]在第一方面的一种实施例中，可以在定位设备的定位数据中，根据第一图像的时间戳，获取时间戳所示时刻定位设备的世界坐标，从而，基于定位设备的世界坐标，获取标定点的世界坐标。
[0011]其中，定位设备的数目可以为一个或多个。
[0012]具体而言，在第一方面的一种实施例中，当定位设备为一个，且标定点为定位设备的地面投影时，标定点的世界坐标为定位设备的世界坐标。此时，只需要获取到定位设备在第一图像的时间戳所示时刻的世界坐标，即可得到标定点的世界坐标。
[0013]在第一方面的一种实施例中，当定位设备为多个时，则可以基于多个定位设备的位置关系，对多个定位设备的世界坐标进行计算，得到标定点的世界坐标。此时，各定位设备搭载于标定设备，在标定设备的移动过程中，各定位设备之间的位置关系是固定的，由此，可以计算出标定点的世界坐标。在该实施例中，定位设备与标定点之间的位置无特殊限定关系，例如，标定点也可以为某一个定位设备的地面投影，或者，标定点与任意一个定位设备的地面投影都不重合。
[0014]在第一方面的另一种实施例中，标定点与摄像装置的光心、定位点处于同一直线；定位点位于定位设备上，可以参考图10或图11。此时，定位点B在第一图像中的像素坐标，与标定点A在第一图像中的像素坐标相同。如此，只需要获取定位点在第一图像中的像素坐标，即可得到标定点的像素坐标。
[0015]在该实施例中，获取标定点的世界坐标时，可以基于定位设备的定位数据，获取定位点的世界坐标，以及，获取摄像装置的世界坐标，由此，可以基于定位点的世界坐标与摄像装置的世界坐标，获取标定点的世界坐标。
[0016]在第一方面的另一种实施例中，可以基于三角形相似定理，对定位点的世界坐标与摄像装置的世界坐标进行计算，得到标定点的世界坐标。
[0017]其中，获取定位点的世界坐标时，首先可以在定位设备的定位数据中，根据第一图像的时间戳，获取第一图像的时间戳所示时刻定位设备的世界坐标，从而，基于定位设备的世界坐标，获取定位点的世界坐标。
[0018]在第一方面的另一种实施例中，在定位数据中，判断是否存在与第一图像的时间戳相同的定位数据，从而，当定位数据中不存在与第一图像的时间戳相同的定位数据时，获取多个世界坐标，每个世界坐标的时间戳与第一图像的时间戳之间的时间差在预设差值内，从而，对多个世界坐标进行插值处理，得到第一图像的时间戳所示时刻定位设备的世界坐标。
[0019]在第一方面的另一种实施例中，任意一个标定点的像素坐标与标定点的世界坐标，满足如下公式：
[0020][0021]其中，(x
w
，y
w
)为标定点的世界坐标，(u，v)为标定点的像素坐标，为摄像装置的单应性矩阵，h
i,j
为摄像装置的单应性矩阵的矩阵参数，其中，i和j用于对矩阵参数进行区分，取值为1～3，z
c
为三维坐标参数。
[0022]基于此，该摄像装置采集到的任意一张图像中，任意一个对象的像素坐标与世界坐标之间，也满足该摄像装置的单应性矩阵，由此，可以利用摄像装置的单应性矩阵处理目标对象的像素坐标，即可得到目标对象的世界坐标，实现针对目标对象的定位功能。
[0023]在第一方面的另一种实施例中，当第二图像中的目标对象为目标车辆时，还可以向目标车辆发送目标世界坐标。如此，可以实现摄像装置与目标车辆之间的交互，目标车辆也可基于这种交互实现对自身的定位。
[0024]在第一方面的另一种实施例中，所述标定设备包括：车辆、无人机或者地面机器人。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种定位方法，其特征在于，包括：在标定设备移动的过程中，获取标定点在第一图像中的像素坐标；所述第一图像中包含所述标定设备，所述标定点由所述标定设备确定；获取所述标定点的世界坐标，所述世界坐标由定位设备确定，所述定位设备搭载于所述标定设备；基于多个所述标定点的像素坐标与世界坐标，获取摄像装置的单应性矩阵，所述摄像装置的单应性矩阵用于描述摄像装置的像素坐标系与世界坐标系之间的映射关系；当采集到第二图像时，利用所述摄像装置的单应性矩阵，获取所述第二图像中的目标对象的目标世界坐标。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标定设备搭载有坐标标记设备，所述坐标标记设备用于确定虚拟坐标系；所述标定点位于所述坐标标记设备所在平面与地面的交线上；所述获取标定点在第一图像中的像素坐标，包括：获取所述标定点在所述虚拟坐标系中的虚拟坐标；获取所述第一图像的单应性矩阵，其中，所述第一图像的单应性矩阵用于描述所述第一图像中的所述虚拟坐标系与所述像素坐标系之间的映射关系；利用所述第一图像的单应性矩阵处理所述标定点的虚拟坐标，得到所述标定点的像素坐标。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取所述第一图像的单应性矩阵，包括：在所述第一图像中，获取多个参考点的像素坐标；所述多个参考点位于所述坐标标记设备上；在所述虚拟坐标系中，获取每个所述参考点的虚拟坐标；基于多个所述参考点的虚拟坐标与像素坐标，计算所述第一图像的单应性矩阵。4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述获取所述标定点的世界坐标，包括：在所述定位设备的定位数据中，根据所述第一图像的时间戳，获取所述时间戳所示时刻所述定位设备的世界坐标；基于所述定位设备的世界坐标，获取所述标定点的世界坐标。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述定位设备为一个，且所述标定点为所述定位设备的地面投影时，所述标定点的世界坐标为所述定位设备的世界坐标。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述定位设备为多个时，所述获取所述标定点的世界坐标，包括：基于多个所述定位设备的位置关系，对多个所述定位设备的世界坐标进行计算，得到所述标定点的世界坐标。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标定点与所述摄像装置的光心、定位点处于同一直线；所述定位点位于所述定位设备上；其中，所述获取所述标定点在第一图像中的像素坐标，包括：获取所述定位点在所述第一图像中的像素坐标，得到所述标定点的像素坐标。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述获取所述标定点的世界坐标，包括：获取所述定位点的世界坐标，所述定位点的世界坐标由所述定位设备的定位数据确定；获取所述摄像装置的世界坐标；基于所述定位点的世界坐标与所述摄像装置的世界坐标，获取所述标定点的世界坐标。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述获取所述定位点的世界坐标，包括：在所述定位设备的定位数据中，根据所述第一图像的时间戳，获取所述第一图像的时间戳所示时刻所述定位设备的世界坐标；基于所述定位设备的世界坐标，获取所述定位点的世界坐标。10.根据权利要求4或9所述的方法，其特征在于，所述在所述定位设备的定位数据中，根据所述第一图像的时间戳，获取所述第一图像的时间戳所示时刻所述定位设备的世界坐标，包括：在所述定位数据中，判断是否存在与所述第一图像的时间戳相同的定位数据；当所述定位数据中不存在与所述第一图像的时间戳相同的定位数据时，获取多个世界坐标，每个所述世界坐标的时间戳与所述第一图像的时间戳之间的时间差在预设差值内；对所述多个世界坐标进行插值处理，得到所述第一图像的时间戳所示时刻所述定位设备的世界坐标。11.根据权利要求1-10任一项所述的方法，其特征在于，任意一个所述标定点的像素坐标与所述标定点的世界坐标，满足如下公式：其中，(x
w
，y
w
)为所述标定点的世界坐标，(u，v)为所述标定点的像素坐标，为所述摄像装置的单应性矩阵，h
i,j
为所述摄像装置的单应性矩阵的矩阵参数，其中，i和j用于对所述矩阵参数进行区分，取值为1～3，z
c
为三维坐标参数。12.根据权利要求1-11任一项所述的方法，其特征在于，当所述第二图像中的所述目标对象为目标车辆时，所述方法还包括：向所述目标车辆发送所述目标世界坐标。13.一种定位方法，其特征在于，包括：利用摄像装置采集第二图像，所述第二图像中包含目标对象；获取所述目标对象在所述第二图像中的目标像素坐标；利用摄像装置的单应性矩阵处理所述目标像素坐标，得到所述目标对象的目标世界坐标；其中，所述摄像装置的单应性矩阵用于描述所述摄像装置的像素坐标系与世界坐标系之间的映射关系。14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在标定设备移动的过程中，获取标定点在第一图像中的像素坐标；所述第一图像中包
含所述标定设备，所述标定点由所述标定设备确定；获取所述标定点的世界坐标，所述世界坐标由定位设备确定，所述定位设备搭载于所述标定设备；基于多个所述标定点的像素坐标与世界坐标，获取所述摄像装置的单应性矩阵。15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述标定设备搭载有坐标标记设备，所述坐标标记设备用于确定虚拟坐标系；所述标定点位于所述坐标标记设备所在平面与地面的交线上；所述获取标定点在第一图像中的像素坐标，包括：获取所述标定点在所述虚拟坐标系中的虚拟坐标；获取所述第一图像的单应性矩阵，其中，所述第一图像的单应性矩阵用于描述所述第一图像中的所述虚拟坐标系与所述像素坐标系之间的映射关系；利用所述第一图像的单应性矩阵处理所述标定点的虚拟坐标，得到所述标定点的像素坐标。16.根据权利要求14或15所述的方法，其特征在于，所述获取所述标定点的世界坐标，包括：在所述定位设备的定位数据中，根据所述第一图像的时间戳，获取所述时间戳所示时刻所述定位设备的世界坐标；基于所述定位设备的世界坐标，获取所述标定点的世界坐标。17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述标定点与所述摄像装置的光心、定位点处于同一直线；所述定位点位于所述定位设备上；其中，所述获取所述标定点在第一图像中的像素坐标，包括：获取所述定位点在所述第一图像中的像素坐标，得到所述标定点的像素坐标。18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述获取所述标定点的世界坐标，包括：获取所述定位点的世界坐标，所述定位点的世界坐标由所述定位设备的定位数据确定；获取所述摄像装置的世界坐标；基于所述定位点的世界坐标与所述摄像装置的世界坐标，获取所述标定点的世界坐标。19.一种电子设备，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张竞，姜波，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：