位姿确定方法、特征描述子构建方法和装置制造方法及图纸

本申请的实施例提供了一种位姿确定方法、特征描述子构建方法和装置，该位姿确定方法包括：获取当前子地图中物体的特征描述子；根据语义特征确定用于表示语义特征对应的物体的历史特征描述子；基于特征描述子的几何特征和历史特征描述子的几何特征确定车辆当前位姿。本申请能够更准确地确定出车辆当前位姿。尤其是在当前子地图中只存在一个特征描述子时，本申请实施例提供的方法能够更准确地确定车辆的当前位姿。的当前位姿。的当前位姿。

【技术实现步骤摘要】
位姿确定方法、特征描述子构建方法和装置


[0001]本申请的实施例涉及人工智能
，尤其涉及一种位姿确定方法、特征描述子构建方法和装置。

技术介绍

[0002]场景识别(Place recognition)是机器人根据传感器数据对周围环境判断是否到过并做初步重定位的过程。在使用激光雷达进行场景识别时，若语义物体稀少，则不能准确地确定出车辆当前位姿。

技术实现思路

[0003]为了更准确地确定车辆当前位姿，本申请的实施例提供了一种位姿确定方法、特征描述子构建方法和装置。
[0004]在本申请的第一方面，提供了一种位姿确定方法，包括：
[0005]获取当前子地图中物体的特征描述子，所述特征描述子包括用于表示物体所属类别的语义特征和用于表示物体周围环境的几何特征；
[0006]根据所述语义特征确定用于表示所述语义特征对应的物体的历史特征描述子；
[0007]基于所述特征描述子的几何特征和所述历史特征描述子的几何特征确定车辆当前位姿。
[0008]在一种可能的实现方式中，获取当前子地图中物体的特征描述子包括：
[0009]提取所述当前子地图中物体的语义特征和物体周围预设范围内的几何特征，所述语义特征包括所述语义标签和物体的外接立方体体积，所述几何特征包括线特征和面特征；
[0010]根据所述语义标签、所述外接立方体体积、所述线特征和所述面特征构建特征描述子。
[0011]在一种可能的实现方式中，提取当前子地图中物体的语义特征包括：
[0012]对所述当前子地图进行语义分割并聚类，确定所述当前子地图中物体的所述语义标签；
[0013]基于物体的外边缘，确定物体的外接立方体并计算所述外接立方体体积，其中，物体的外接立方体垂直于地面；
[0014]以所述语义标签和所述外接立方体体积作为所述语义特征。
[0015]在一种可能的实现方式中，所述当前子地图由激光点云数据中的关键帧构建；
[0016]提取所述当前子地图中物体周围预设范围内的几何特征包括：
[0017]计算所述当前子地图中物体周围预设范围内的激光点的平滑度；
[0018]在物体预设范围内的激光点中，根据平滑度较低两个的激光点确定所述线特征，根据平滑度较高的三个激光点确定所述面特征，其中，所述线特征和所述面特征均垂直于地面；
[0019]以所述线特征和所述面特征作为所述几何特征。
[0020]在一种可能的实现方式中，基于所述特征描述子的几何特征和所述历史特征描述子的几何特征确定车辆当前位姿包括：
[0021]确定所述特征描述子和所述历史特征描述子是否匹配；
[0022]若是，则根据所述特征描述子的几何特征和所述历史特征描述子的几何特征确定车辆的当前位姿。
[0023]在一种可能的实现方式中，在所述当前子地图中只存在一个特征描述子时，确定所述特征描述子和所述历史特征描述子是否匹配包括：
[0024]确定一个特征描述子和与其对应的一个历史特征描述子的第一相似度、一个特征描述子的主方向和一个历史特征描述子的主方向的第一夹角；
[0025]根据所述第一相似度和所述第一夹角，确定一个特征描述子和一个历史特征描述子是否匹配。
[0026]在一种可能的实现方式中，根据所述第一相似度和所述第一夹角，确定一个特征描述子和一个历史特征描述子是否匹配包括：
[0027]判断所述第一相似度和预设阈值的大小；
[0028]判断所述第一夹角是否满足预设限定关系；
[0029]若所述第一相似度高于所述预设阈值且所述第一夹角满足所述预设限定关系，则确定一个特征描述子和一个历史特征描述子匹配。
[0030]在一种可能的实现方式中，在所述当前子地图中存在至少两个特征描述子时，确定所述特征描述子和所述历史特征描述子是否匹配包括：
[0031]选择距离车辆最近的两个特征描述子，并确定两个特征描述子的第二相似度、两个特征描述子的主方向之间的第二夹角；
[0032]确定与其中一个特征描述子相似的第一历史特征描述子集、与其中另一个特征描述子相似的第二历史特征描述子集；
[0033]从与其中一个特征描述子属于相同语义类别的第一历史特征描述子集中任选一个第一历史特征描述子、从与其中另一个特征描述子属于相同语义类别的第二历史特征描述子集中任选一个第二历史特征描述子；
[0034]确定所述第一历史特征描述子和所述第二历史特征描述子之间的第三相似度、所述第一历史特征描述子的主方向和所述第二历史特征描述子的主方向之间的第三夹角；
[0035]根据所述第二相似度和第三相似度、第二夹角和第三夹角，确定两个特征描述子、由第一历史特征描述子和第二历史特征描述子构成的特征描述子组是否匹配。
[0036]在一种可能的实现方式中，根据所述第二相似度和第三相似度、第二夹角和第三夹角，确定两个特征描述子、由第一历史特征描述子和第二历史特征描述子构成的特征描述子组是否匹配包括：
[0037]计算第二相似度和第三相似度的第一差值、第二夹角和第三夹角的第二差值；
[0038]在所述第一差值和所述第二差值的乘积最小时，确定两个特征描述子、由第一历史特征描述子和第二历史特征描述子构成的特征描述子组匹配。
[0039]在一种可能的实现方式中，特征描述子和历史特征描述子的相似度的计算方式：
[0040][0041]其中，distance为相似度，V
current
为特征描述子向量，V
before
为历史特征描述子向量。
[0042]在一种可能的实现方式中，所述预设限定关系如下：
[0043]‑
γ<θ
current
‑
θ
history
<γ
[0044]其中，θ
current
为特征描述子的主方向的角度，θ
histo
为历史特征描述子的主方向的角度，γ为预设角度。
[0045]在一种可能的实现方式中，确定特征描述子的主方向的方式：
[0046]确定所述线特征的第一几何中心和所述面特征的第二几何中心；
[0047]以所述第一几何中心为起始点、所述第二几何中心为终止点，确定所述特征描述子的主方向。
[0048]在一种可能的实现方式中，根据所述特征描述子的几何特征和所述历史特征描述子的几何特征确定车辆的当前位姿包括：
[0049]在所述当前子地图中只存在一个特征描述子时，采用下述方程组确定车辆的当前位姿：
[0050][0051][0052][0053]其中，x、y和θ是车辆当前需要计算的二维位姿，l0是当前特征描述子线特征中心点和面特征中心点的距离，l1是车体中心距离线特征中心点的距离，l2是车体中心距离面特征中心点的距离。
[0054]在一种可能的实现方式中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种位姿确定方法，其特征在于，包括：获取当前子地图中物体的特征描述子，所述特征描述子包括用于表示物体所属类别的语义特征和用于表示物体周围环境的几何特征；根据所述语义特征确定用于表示所述语义特征对应的物体的历史特征描述子；基于所述特征描述子的几何特征和所述历史特征描述子的几何特征确定车辆当前位姿。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取当前子地图中物体的特征描述子包括：提取所述当前子地图中物体的语义特征和物体周围预设范围内的几何特征，所述语义特征包括所述语义标签和物体的外接立方体体积，所述几何特征包括线特征和面特征；根据所述语义标签、所述外接立方体体积、所述线特征和所述面特征构建特征描述子。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，提取当前子地图中物体的语义特征包括：对所述当前子地图进行语义分割并聚类，确定所述当前子地图中物体的所述语义标签；基于物体的外边缘，确定物体的外接立方体并计算所述外接立方体体积，其中，物体的外接立方体垂直于地面；以所述语义标签和所述外接立方体体积作为所述语义特征。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述当前子地图由激光点云数据中的关键帧构建；提取所述当前子地图中物体周围预设范围内的几何特征包括：计算所述当前子地图中物体周围预设范围内的激光点的平滑度；在物体预设范围内的激光点中，根据平滑度较低两个的激光点确定所述线特征，根据平滑度较高的三个激光点确定所述面特征，其中，所述线特征和所述面特征均垂直于地面；以所述线特征和所述面特征作为所述几何特征。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述特征描述子的几何特征和所述历史特征描述子的几何特征确定车辆当前位姿包括：确定所述特征描述子和所述历史特征描述子是否匹配；若是，则根据所述特征描述子的几何特征和所述历史特征描述子的几何特征确定车辆的当前位姿。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述当前子地图中只存在一个特征描述子时，确定所述特征描述子和所述历史特征描述子是否匹配包括：确定一个特征描述子和与其对应的一个历史特征描述子的第一相似度、一个特征描述子的主方向和一个历史特征描述子的主方向的第一夹角；根据所述第一相似度和所述第一夹角，确定一个特征描述子和一个历史特征描述子是否匹配。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述第一相似度和所述第一夹角，确定一个特征描述子和一个历史特征描述子是否匹配包括：判断所述第一相似度和预设阈值的大小；判断所述第一夹角是否满足预设限定关系；
若所述第一相似度高于所述预设阈值且所述第一夹角满足所述预设限定关系，则确定一个特征描述子和一个历史特征描述子匹配。8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述当前子地图中存在至少两个特征描述子时，确定所述特征描述子和所述历史特征描述子是否匹配包括：选择距离车辆最近的两个特征描述子，并确定两个特征描述子的第二相似度、两个特征描述子的主方向之间的第二夹角；确定与其中一个特征描述子相似的第一历史特征描述子集、与其中另一个特征描述子相似的第二历史特征描述子集；从与其中一个特征描述子属于相同语义类别的第一历史特征描述子集中任选一个第一历史特征描述子、从与其中另一个特征描述子属于相同语义类别的第二历史特征描述子集中任选一个第二历史特征描述子；确定所述第一历史特征描述子和所述第二历史特征描述子之间的第三相似度、所述第一历史特征描述子的主方向和所述第二历史特征描述子的主方向之间的第三夹角；根据所述第二相似度和第三相似度、第二夹角和第三夹角，确定两个特征描述子、由第一历史特征描述子和第二历史特征描述子构成的特征描述子组是否匹配。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，根据所述第二相似度和第三相似度、第二夹角和第三夹角，确定两个特征描述子、由第一历史特征描述子和第二历史特征描述子构成的特征描述子组是否匹配包括：计算第二相似度和第三相似度的第一差值、第二夹角和第三夹角的第二差值；在所述第一差值和所述第二差值的乘积最小时，确定两个特征描述子、由第一历史特征描述子和第二历史特征描述子构成的特征描述子组匹配。10.根据权利要求6或8所述的方法，其特征在于，特征描述子和历史特征描述子的相似度的计算方式：其中，distance为相似度，V
current
为特征描述子向量，V
before
为历史...

【专利技术属性】
技术研发人员：王颖，张煜东，范圣印，郑林飞，金凌鸽，
申请(专利权)人：北京易航远智科技有限公司，
类型：发明
国别省市：