本申请提供了一种目标三维位置的确定方法、装置和存储介质，包括：获取表征像素坐标系和世界坐标系之间理论变换关系的理论变换式；判断目标所处位置的地形状态，并根据地形状态设定目标的质心下降点在世界坐标系中的竖向坐标值，其中，质心下降点为目标的质心在目标与地面的接触面上的映射点；根据竖向坐标值和理论变换式，获得目标变换式，其中目标变换式用于表征针对地形状态的像素坐标系与世界坐标系之间的实际变换关系；以及将质心下降点的像素坐标代入目标变换式，确定目标在世界坐标系中的三维位置信息。本申请提供通过上述方式，避免了现有技术采集大量深度真值数据的成本投入，且对运行平台的要求较低，具有普适性。具有普适性。具有普适性。
【技术实现步骤摘要】
目标三维位置的确定方法、装置和存储介质
[0001]本申请涉及计算机视觉
，特别涉及一种目标三维位置的确定方法、装置和存储介质。
技术介绍
[0002]在计算机视觉研究领域中，通常需要估计二维图像帧上的某个标记点对应的三维空间坐标。目前，根据相机采集的目标图像信息和相关相机参数，可以估算图像中目标的大致方位。但是由于目标的实际深度信息未知，存在尺度不确定性，因此难以根据单目图像确定目标的准确三维位置信息。基于此，相关技术是将单目图像输入到深度估计网络中得到单目深度图，然后利用深度信息确定唯一尺度，从而计算目标的三维位置信息。
[0003]但是，上述采用神经网络模型对场景深度进行回归的方法，需要采集大量的深度真值用于模型的训练。采集真值数据的过程中，往往需要昂贵的高精度数据采集设备和大量的人力投入，并且神经网络模型的运行速率与承载设备的算力息息相关，但是低成本硬件平台下运行该类神经网络模型，帧率也会有所限制。换言之，采用神经网络模型对场景深度进行回归的方法受限于高昂的人力物力费用、算力限制的模型帧率以及模型泛化能力的局限性，以致该类方案难以大规模推广。
技术实现思路
[0004]本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本申请的一个目的在于提出一种具有无需采集深度真值相关数据的优点的目标三维位置的确定方法、装置和存储介质。
[0005]本申请一方面提供了一种目标三维位置的确定方法，可包括：获取表征像素坐标系和世界坐标系之间理论变换关系的理论变换式；判断目标所处位置的地形状态，并根据地形状态设定目标的质心下降点在世界坐标系中的竖向坐标值，其中，质心下降点为目标的质心在目标与地面的接触面上的映射点；根据竖向坐标值和理论变换式，获得目标变换式，其中目标变换式用于表征针对地形状态的像素坐标系与世界坐标系之间的实际变换关系；以及将质心下降点的像素坐标代入目标变换式，确定目标在世界坐标系中的三维位置信息。
[0006]在一些实施方式中，获取表征像素坐标系和世界坐标系之间理论变换关系的理论变换式，可包括：生成表征世界坐标系与相机坐标系之间变换关系的第一变换关系式；基于相机的相机模型中的相似三角形原理，生成表征像素坐标系和相机坐标系之间变换关系的第二变换关系式，其中相机用于拍摄目标；以及整合第一变换关系式和第二变换关系式，获得表征像素坐标系和世界坐标系之间理论变换关系的理论变换式，其中理论变换式包含尺度参数。
[0007]在一些实施方式中，理论变换式为：其中，s为尺度参数，
u为质心下降点在像素坐标系中的行数值，v为质心下降点在像素坐标系中的列数值，K为相机的内参矩阵，为相机坐标系与世界坐标系之间的旋转变换参数，P
odom
为目标在世界坐标系中的位置矩阵，为相机坐标系与世界坐标系之间的平移变换参数。
[0008]在一些实施方式中，判断目标所处位置的地形状态，并根据地形状态设定目标的质心下降点在世界坐标系中的竖向坐标值，可包括：对目标所处位置的地形状态进行判断，确定目标所处位置与相机的承载装置所处位置是否在同一平面；以及响应于目标所处位置与相机的承载装置所处位置在同一平面的判断结果，设定目标的质心下降点在世界坐标系中的竖向坐标值为数值零，或者响应于目标所处位置与相机的承载装置所处位置不在同一平面的判断结果，设定质心下降点在世界坐标系中的竖向坐标值为经验值，其中，质心下降点为目标的质心在目标与地面的接触面上的映射点。
[0009]在一些实施方式中，根据竖向坐标值和理论变换式，获得目标变换式，可包括：对理论变换式进行矩阵展开处理，获得矩阵展开结果；将质心下降点在世界坐标系中的竖向坐标值代入矩阵展开结果，计算出尺度参数的实际尺度值；以及将实际尺度值代入矩阵展开结果中，获得表征像素坐标系和世界坐标系之间实际变换关系的目标变换式。
[0010]本申请另一方面提供了一种目标三维位置的确定装置，可包括：理论变换式生成模块、竖向坐标值设定模块、目标变换式生成模块和三维位置确定模块。理论变换式生成模块用于获取表征像素坐标系和世界坐标系之间理论变换关系的理论变换式；竖向坐标值设定模块用于判断目标所处位置的地形状态，并根据地形状态设定目标的质心下降点在世界坐标系中的竖向坐标值，其中，质心下降点为目标的质心在目标与地面的接触面上的映射点；目标变换式生成模块用于根据竖向坐标值和理论变换式，获得目标变换式，其中目标变换式用于表征针对地形状态的像素坐标系与世界坐标系之间的实际变换关系；三维位置确定模块用于将质心下降点的像素坐标代入目标变换式，确定目标在世界坐标系中的三维位置信息。
[0011]在一些实施方式中，理论变换式生成模块的执行步骤包括：生成表征世界坐标系与相机坐标系之间变换关系的第一变换关系式；基于相机的相机模型中的相似三角形原理，生成表征像素坐标系和相机坐标系之间变换关系的第二变换关系式，其中相机用于拍摄目标；以及整合第一变换关系式和第二变换关系式，获得表征像素坐标系和世界坐标系之间理论变换关系的理论变换式，其中理论变换式包含尺度参数。
[0012]在一些实施方式中，理论变换式为：其中，s为尺度参数，u为质心下降点在像素坐标系中的行数值，v为质心下降点在像素坐标系中的列数值，K为相机的内参矩阵，为相机坐标系与世界坐标系之间的旋转变换参数，P
odom
为目标在世界坐标系中的位置矩阵，为相机坐标系与世界坐标系之间的平移变换参数。
[0013]在一些实施方式中，竖向坐标值设定模块的执行步骤包括：对目标所处位置的地形状态进行判断，确定目标所处位置与相机的承载装置所处位置是否在同一平面；以及响应于目标所处位置与相机的承载装置所处位置在同一平面的判断结果，设定目标的质心下降点在世界坐标系中的竖向坐标值为数值零，或者响应于目标所处位置与相机的承载装置所处位置不在同一平面的判断结果，设定质心下降点在世界坐标系中的竖向坐标值为经验值，其中，质心下降点为目标的质心在目标与地面的接触面上的映射点。
[0014]在一些实施方式中，目标变换式生成模块的执行步骤包括：对理论变换式进行矩阵展开处理，获得矩阵展开结果；将质心下降点在世界坐标系中的竖向坐标值代入矩阵展开结果，计算出尺度参数的实际尺度值；以及将实际尺度值代入矩阵展开结果中，获得表征像素坐标系和世界坐标系之间实际变换关系的目标变换式。
[0015]本申请的又一方面提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时，以实现本申请一方面提供的任一项所述的目标三维位置的确定方法。
[0016]根据本申请至少一个实施方式提供的目标三维位置的确定方法、装置和存储介质，通过目标所处位置的地形状态设定目标的质心下降点在世界坐标系中的竖向坐标值，以针对不同的地形状态确定目标的目标变换式，进而将目标的质心下降点的像素坐标代入世界坐标系，获得目标在世界坐标系中的三维位置坐标。本申请提供通过上述方式，避免了现有技术采集大量深度真值数据的成本投入，且对运行平台的要求较低，具有普适性。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种目标三维位置的确定方法，其特征在于，包括：获取表征像素坐标系和世界坐标系之间理论变换关系的理论变换式；判断目标所处位置的地形状态，并根据所述地形状态设定所述目标的质心下降点在所述世界坐标系中的竖向坐标值，其中，所述质心下降点为所述目标的质心在所述目标与地面的接触面上的映射点；根据所述竖向坐标值和所述理论变换式，获得目标变换式，其中所述目标变换式用于表征针对所述地形状态的所述像素坐标系与所述世界坐标系之间的实际变换关系；以及将所述质心下降点的像素坐标代入所述目标变换式，确定所述目标在所述世界坐标系中的三维位置信息。2.根据权利要求1所述的目标三维位置的确定方法，其特征在于，所述获取表征像素坐标系和世界坐标系之间理论变换关系的理论变换式，包括：生成表征所述世界坐标系与相机坐标系之间变换关系的第一变换关系式；基于相机的相机模型中的相似三角形原理，生成表征所述像素坐标系和所述相机坐标系之间变换关系的第二变换关系式，其中所述相机用于拍摄所述目标；以及整合所述第一变换关系式和所述第二变换关系式，获得表征所述像素坐标系和所述世界坐标系之间理论变换关系的理论变换式，其中所述理论变换式包含尺度参数。3.根据权利要求2所述的目标三维位置的确定方法，其特征在于，所述理论变换式为：其中，s为尺度参数，u为所述质心下降点在所述像素坐标系中的行数值，v为所述质心下降点在所述像素坐标系中的列数值，K为所述相机的内参矩阵，为所述相机坐标系与所述世界坐标系之间的旋转变换参数，P
odom
为所述目标在所述世界坐标系中的位置矩阵，为所述相机坐标系与所述世界坐标系之间的平移变换参数。4.根据权利要求3所述的目标三维位置的确定方法，其特征在于，所述判断目标所处位置的地形状态，并根据所述地形状态设定所述目标的质心下降点在所述世界坐标系中的竖向坐标值，包括：对所述目标所处位置的地形状态进行判断，确定所述目标所处位置与所述相机的承载装置所处位置是否在同一平面；以及响应于所述目标所处位置与所述相机的承载装置所处位置在同一平面的判断结果，设定所述目标的质心下降点在所述世界坐标系中的竖向坐标值为数值零，或者响应于所述目标所处位置与所述相机的承载装置所处位置不在同一平面的判断结果，设定所述质心下降点在所述世界坐标系中的竖向坐标值为经验值，其中，所述质心下降点为所述目标的质心在所述目标与地面的接触面上的映射点。5.根据权利要求4所述的目标三维位置的确定方法，其特征在于，所述根据所述竖向坐标值和所述理论变换式，获得目标变换式，包括：对所述理论变换式进行矩阵展开处理，获得矩阵展开结果；将所述质心下降点在所述世界坐标系中的竖向坐标值代入所述矩阵展开结果，计算出所述尺度参数的实际尺度值；以及将所述实际尺度值代入所述矩阵展开结果中，获得表征所述像素坐标系和所述世界坐
标系之间实际变换关系的目标变换式。6.一种目标三维位置的确定装置，其特征在于，包括：理论变换式生成模块，...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖晶，王璐，方根在，黄游平，钟望坤，肖志光，
申请(专利权)人：深圳鹏行智能研究有限公司，
类型：发明
国别省市：
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