用于车辆定位的方法、设备、存储介质及车辆技术

本发明专利技术涉及一种用于车辆定位的方法，该方法包括：接收相机摄取的定位标签的图像，其中，所述相机设置于待定位的车辆上，所述定位标签包括四个预确定的定位点；建立中间坐标系，其中，所述中间坐标系的xy平面是所述定位标签所在的平面；针对所述定位点中的每个，确定世界坐标系下的第一坐标和图像坐标系下的第二坐标；以及基于所述世界坐标系到所述中间坐标系的第一变换矩阵、车辆坐标系到相机坐标系的第二变换矩阵、所述图像坐标系到所述相机坐标系的映射关系，以及所述四个定位点的所述第一坐标和所述第二坐标来确定所述世界坐标系到所述车辆坐标系的第三变换矩阵，从而定位所述车辆。本发明专利技术还涉及一种用于车辆定位的设备、计算机存储介质以及车辆。计算机存储介质以及车辆。计算机存储介质以及车辆。

【技术实现步骤摘要】
用于车辆定位的方法、设备、存储介质及车辆


[0001]本专利技术涉及车辆定位的领域，更具体地，涉及一种用于车辆定位的方法、设备、计算机存储介质以及车辆。

技术介绍

[0002]随着自动驾驶、辅助驾驶等技术的不断发展，其对车辆的定位要求越来越高。现有的车辆定位技术有时难以满足这样的要求。举例而言，基于全球定位系统GPS的车辆定位技术难以提供偏差在10cm以内的精准定位；而基于惯性测量单元IMU的车辆定位技术在非水平平面(例如，斜坡)上有较大的累计误差，从而难以提供准确的定位结果。
[0003]在换电站场景下，常常需要在换电站的斜坡上对车辆进行10cm以内的精确定位，从而为后续的换电操作做准备。因而，期望一种改进的用于车辆定位的技术方案。

技术实现思路

[0004]根据本专利技术的一方面，提供了一种用于车辆定位的方法。所述方法包括：接收相机摄取的定位标签的图像，其中，所述相机设置于待定位的车辆上，所述定位标签包括四个预确定的定位点；建立中间坐标系，其中，所述中间坐标系的xy平面是所述定位标签所在的平面；针对所述定位点中的每个，确定世界坐标系下的第一坐标和图像坐标系下的第二坐标；以及基于所述世界坐标系到所述中间坐标系的第一变换矩阵T1、车辆坐标系到相机坐标系的第二变换矩阵T2、所述图像坐标系到所述相机坐标系的映射关系g，以及所述四个定位点的所述第一坐标和所述第二坐标来确定所述世界坐标系到所述车辆坐标系的第三变换矩阵T3，从而定位所述车辆。
[0005]作为上述方案的补充或替换，在上述方法中，通过以下步骤确定所述第一坐标：从所述图像获取所述定位标签的标识信息；以及利用所述标识信息确定所述定位点中的每个在所述世界坐标系下的所述第一坐标。
[0006]作为上述方案的补充或替换，在上述方法中，利用所述标识信息确定所述第一坐标的所述步骤包括：利用所述标识信息获取与所述定位标签相关联的定位参考点在所述世界坐标系下的第三坐标；以及基于所述定位参考点的所述第三坐标以及所述定位参考点与所述定位点中的每个之间的位置关系来确定所述定位点中的每个在所述世界坐标系下的所述第一坐标。其中，所述定位参考点与所述定位点中的每个之间的所述位置关系是预确定的。
[0007]作为上述方案的补充或替换，在上述方法中，还包括通过以下步骤对所确定的第三变换矩阵T3进行非线性优化：确定所述定位标签中的第i个定位点的重投影误差δ
i
，i＝1，2，3，4；计算所述定位标签的第一损失函数以及通过最小化所述第一损失函数Loss来所述第三变换矩阵F3进行非线性优化。
[0008]作为上述方案的补充或替换，在上述方法中，所述重投影误差δ
i
是基于曲面角度误差的重投影误差：
[0009]i＝1，2，3，4。
[0010]其中，是第i个定位点在所述世界坐标系下的第一坐标，是所述第i个定位点在所述图像坐标系下的第二坐标，(R，t)是所述世界坐标系到所述相机坐标系的第五变换矩阵T5，是所述第i个定位点从所述图像坐标系上的所述第二坐标到所述相机的入射光线的映射，|| ||表示取模运算，∧表示外积运算。
[0011]作为上述方案的补充或替换，在上述方法中，还包括通过以下步骤对所确定的第三变换矩阵T3进行非线性优化：利用所述相机摄取至少两个定位标签的图像；确定来自所述至少两个定位标签中的n个定位点的重投影误差；计算所述至少两个定位标签的第二损失函数其中，δ
i
是第i个定位点的重投影误差，w
i
是所述第i个定位点的加权系数，所述加权系数w
i
相关联于所述第i个定位点所来自的定位标签被摄取到的图像的面积；以及通过最小化所述第二损失函数Loss
′
来对所述第三变换矩阵T3进行非线性优化。
[0012]作为上述方案的补充或替换，在上述方法中，还包括通过以下步骤对所确定的第三变换矩阵T3进行非线性优化：接收至少两个相机摄取的至少两个定位标签的图像，其中，所述至少两个相机均设置于所述车辆上；确定来自所述至少两个定位标签中的定位点的重投影误差；计算所述至少两个相机的位姿约束误差；以及通过所述位姿约束误差来对所述第三变换矩阵T3进行非线性优化。
[0013]根据本专利技术的另一方面，提供一种用于车辆定位的设备。所述设备包括：接收装置和计算装置。所述接收装置用于接收相机摄取的定位标签的图像，其中，所述相机设置于待定位的车辆上，所述定位标签包括四个预确定的定位点。所述计算装置用于进行以下操作：建立中间坐标系，其中，所述中间坐标系的xy平面是所述定位标签所在的平面；针对所述定位点中的每个，确定世界坐标系下的第一坐标和图像坐标系下的第二坐标；基于所述世界坐标系到所述中间坐标系的第一变换矩阵T1、车辆坐标系到相机坐标系的第二变换矩阵T2、所述图像坐标系到所述相机坐标系的映射关系g，以及所述四个定位点的所述第一坐标和所述第二坐标来确定所述世界坐标系到所述车辆坐标系的第三变换矩阵T3，从而定位所述车辆。
[0014]作为上述方案的补充或替换，在上述设备中，通过以下步骤确定所述第一坐标：从所述图像获取所述定位标签的标识信息，以及利用所述标识信息确定所述定位点中的每个在所述世界坐标系下的所述第一坐标。
[0015]作为上述方案的补充或替换，在上述设备中，利用所述标识信息确定所述第一坐标的所述步骤包括：利用所述标识信息获取与所述定位标签相关联的定位参考点在所述世界坐标系下的第三坐标；以及基于所述定位参考点的所述第三坐标以及所述定位参考点与所述定位点中的每个之间的位置关系来确定所述定位点中的每个在所述世界坐标系下的所述第一坐标，其中，所述定位参考点与所述定位点中的每个之间的所述位置关系是预确定的。
[0016]作为上述方案的补充或替换，在上述设备中，还包括：第一标定装置，其用于标定所述车辆坐标系到所述相机坐标系的第二变换矩阵T2；以及第二标定装置，其用于标定所述图像坐标系到所述相机坐标系的所述映射关系g。
[0017]作为上述方案的补充或替换，在上述设备中，还包括第一优化装置。所述第一优化装置用于进行以下操作：确定所述定位标签中的第i个定位点的重投影误差δ
i
，i＝1，2，3，4；计算所述定位标签的第一损失函数以及通过最小化所述第一损失函数Loss来对所述第三变换矩阵T3进行非线性优化。
[0018]作为上述方案的补充或替换，在上述设备中，所述重投影误差δ
i
是基于曲面角度误差的重投影误差：
[0019]i＝1，2，3，4。
[0020]其中，是第i个定位点在所述世界坐标系下的第一坐标，是所述第i个定位点在所述图像坐标系下的第二坐标，(R，t)是所述世界坐标系到所述相机坐标系的第五变换矩阵T5，是所述第i个定位点从所述图像坐标系上的所述第二坐标到所述相机的入射光线的映射，|| ||表示取模运算，∧表示外积运算。
[0021]作为上述方案的补充或替换，在上述设备中，还包括第二优本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于车辆定位的方法，其特征在于，所述方法包括：接收相机摄取的定位标签的图像，其中，所述相机设置于待定位的车辆上，所述定位标签包括四个预确定的定位点；建立中间坐标系，其中，所述中间坐标系的xy平面是所述定位标签所在的平面；针对所述定位点中的每个，确定世界坐标系下的第一坐标和图像坐标系下的第二坐标；以及基于所述世界坐标系到所述中间坐标系的第一变换矩阵T1、车辆坐标系到相机坐标系的第二变换矩阵T2、所述图像坐标系到所述相机坐标系的映射关系g，以及所述四个定位点的所述第一坐标和所述第二坐标来确定所述世界坐标系到所述车辆坐标系的第三变换矩阵T3，从而定位所述车辆。2.根据权利要求1所述的用于车辆定位的方法，其中，通过以下步骤确定所述第一坐标：从所述图像获取所述定位标签的标识信息；以及利用所述标识信息确定所述定位点中的每个在所述世界坐标系下的所述第一坐标。3.根据权利要求2所述的用于车辆定位的方法，其中，利用所述标识信息确定所述第一坐标的所述步骤包括：利用所述标识信息获取与所述定位标签相关联的定位参考点在所述世界坐标系下的第三坐标；以及基于所述定位参考点的所述第三坐标以及所述定位参考点与所述定位点中的每个之间的位置关系来确定所述定位点中的每个在所述世界坐标系下的所述第一坐标，其中，所述定位参考点与所述定位点中的每个之间的所述位置关系是预确定的。4.根据权利要求1所述的用于车辆定位的方法，还包括通过以下步骤对所确定的第三变换矩阵T3进行非线性优化：确定所述定位标签中的第i个定位点的重投影误差δ
i
，i＝1，2，3，4；计算所述定位标签的第一损失函数Loss：以及通过最小化所述第一损失函数Loss来所述第三变换矩阵T3进行非线性优化。5.根据权利要求4所述的用于车辆定位的方法，其中，所述重投影误差δ
i
是基于曲面角度误差的重投影误差：其中，是第i个定位点在所述世界坐标系下的第一坐标，是所述第i个定位点在所述图像坐标系下的第二坐标，(R,t)是所述世界坐标系到所述相机坐标系的第五变换矩阵T5，是所述第i个定位点从所述图像坐标系上的所述第二坐标到所述相机的入射光线的映射，
||||表示取模运算，^表示外积运算。6.根据权利要求1所述的用于车辆定位的方法，还包括通过以下步骤对所确定的第三变换矩阵T3进行非线性优化：利用所述相机摄取至少两个定位标签的图像；确定来自所述至少两个定位标签中的n个定位点的重投影误差；计算所述至少两个定位标签的第二损失函数Loss
′
：其中，δ
i
是第i个定位点的重投影误差，w
i
是所述第i个定位点的加权系数，所述加权系数w
i
相关联于所述第i个定位点所来自的定位标签被摄取到的图像的面积；以及通过最小化所述第二损失函数Loss
′
来对所述第三变换矩阵T3进行非线性优化。7.根据权利要求1所述的用于车辆定位的方法，还包括通过以下步骤对所确定的第三变换矩阵T3进行非线性优化：接收至少两个相机摄取的至少两个定位标签的图像，其中，所述至少两个相机均设置于所述车辆上；确定来自所述至少两个定位标签中的定位点的重投影误差；计算所述至少两个相机的位姿约束误差；以及通过所述位姿约束误差来对所述第三变换矩阵T3进行非线性优化。8.一种用于车辆定位的设备，其特征在于，所述设备包括：接收装置，其用于接收相机摄取的定位标签的图像，其中，所述相机设置于待定位的车辆上，所述定位标签包括四个预确定的定位点；计算装置，其用于进行以下操作：建立中间坐标系，其中，所述中间坐标系的xy平面是所述定位标签所...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴君义，王鑫健，
申请(专利权)人：蔚来汽车科技安徽有限公司，
类型：发明
国别省市：