视觉惯性里程计初始化方法、装置及飞行汽车制造方法及图纸

本申请涉及一种视觉惯性里程计初始化方法、装置及飞行汽车。该方法包括：获取视觉惯导里程计检测到的图像帧中的特征点，根据所述特征点确定相邻图像帧之间的单应矩阵；根据所述单应矩阵确定对应的多组位姿数据，根据预设方式从所述多组位姿数据中确定目标位姿数据；根据所述单应矩阵和第一预设算法确定尺度因子，根据所述尺度因子和所述目标位姿数据，确定实际位姿数据。本申请提供的方案，对于飞行器从地面起飞的阶段可以较好地实现视觉惯性里程计的初始化。计的初始化。计的初始化。

【技术实现步骤摘要】
视觉惯性里程计初始化方法、装置及飞行汽车


[0001]本申请涉及飞行汽车
，尤其涉及一种视觉惯性里程计初始化方法、装置及飞行汽车。

技术介绍

[0002]目前，VIO(Visual
‑
Inertial Odometry，视觉惯性里程计)综合了IMU(Inertial Measurement Unit，惯性测量单元)和视觉传感器各自的特点，主要通过IMU和视觉传感器例如相机的输入数据，估计出当前载体的运动状态信息，其中包括速度、姿态和位置等。
[0003]VIO系统中包括初始化过程。初始化过程主要是给状态估计变量找到一个较好的初值。目前的视觉惯性里程计初始化方案都是针对一些比较普遍的场景进行初始化，例如可以将视觉惯性里程计分为动态初始化和静态初始化，首先进行动态初始化，根据动态初始化的结果判断系统是否满足静态初始化条件，如果满足，则继续进行静态初始化。
[0004]但是，对于飞行器从地面起飞的阶段，相关技术中的初始化方案并不能得到很好的初始化效果。

技术实现思路

[0005]为解决或部分解决相关技术中存在的问题，本申请提供一种视觉惯性里程计初始化方法、装置及飞行汽车，对于飞行器从地面起飞的阶段可以较好地实现视觉惯性里程计的初始化。
[0006]本申请第一方面提供一种视觉惯性里程计初始化方法，包括：
[0007]获取视觉惯导里程计检测到的图像帧中的特征点，根据所述特征点确定相邻图像帧之间的单应矩阵；
[0008]根据所述单应矩阵确定对应的多组位姿数据，根据预设方式从所述多组位姿数据中确定目标位姿数据；
[0009]根据所述单应矩阵和第一预设算法确定尺度因子，根据所述尺度因子和所述目标位姿数据，确定实际位姿数据。
[0010]在一实施方式中，所述方法还包括：
[0011]根据所述单应矩阵确定所述相邻图像帧的特征点的速度关系；
[0012]根据所述相邻图像帧的特征点的速度关系、相邻图像帧的特征点的速度和第二预设算法，更新所述相邻图像帧的特征点的速度。
[0013]在一实施方式中，所述根据预设方式从所述多组位姿数据中确定目标位姿数据，包括：
[0014]根据先验法向量从所述多组位姿数据中选择先验法向量与单应法向量二范数符合预设关系的一组位姿数据为目标位姿数据。
[0015]在一实施方式中，所述根据所述单应矩阵和第一预设算法确定尺度因子，包括：
[0016]根据所述单应矩阵和PnP算法确定尺度因子。
[0017]在一实施方式中，所述根据所述单应矩阵和PnP算法确定尺度因子，包括：
[0018]获取所述特征点的深度信息，根据PnP算法和所述深度信息确定所述特征点从相机坐标系到世界坐标系的转换位姿；
[0019]根据所述转换位姿和所述单应矩阵确定的对应位姿数据，确定尺度因子。
[0020]在一实施方式中，所述第二预设算法包括高斯牛顿迭代法。
[0021]在一实施方式中，所述获取视觉惯导里程计检测到的图像帧中的特征点，包括：
[0022]获取视觉惯导里程计检测到的图像帧中大于预设数量阈值的特征点，并通过RANSAC算法删除异常的特征点。
[0023]本申请第二方面提供一种视觉惯性里程计初始化装置，包括：
[0024]单应矩阵确定模块，用于获取视觉惯导里程计检测到的图像帧中的特征点，根据所述特征点确定相邻图像帧之间的单应矩阵；
[0025]解算选择模块，用于根据所述单应矩阵确定对应的多组位姿数据，根据预设方式从所述多组位姿数据中确定目标位姿数据；
[0026]尺度因子及位姿模块，用于根据所述单应矩阵和第一预设算法确定尺度因子，根据所述尺度因子和所述目标位姿数据，确定实际位姿数据。
[0027]在一实施方式中，所述装置还包括：
[0028]速度迭代更新模块，用于根据所述单应矩阵确定所述相邻图像帧的特征点的速度关系；根据所述相邻图像帧的特征点的速度关系、相邻图像帧的特征点的速度和第二预设算法，更新所述相邻图像帧的特征点的速度。
[0029]本申请第三方面提供一种飞行汽车，包括如上所述的视觉惯性里程计初始化装置。
[0030]本申请第四方面提供一种飞行汽车，包括：
[0031]处理器；以及
[0032]存储器，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被所述处理器执行时，使所述处理器执行如上所述的方法。
[0033]本申请第五方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被电子设备的处理器执行时，使所述处理器执行如上所述的方法。
[0034]本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0035]本申请的技术方案，先在获取视觉惯导里程计检测到的图像帧中的特征点后，根据所述特征点确定相邻图像帧之间的单应矩阵；然后根据所述单应矩阵确定对应的多组位姿数据，根据预设方式从所述多组位姿数据中确定目标位姿数据；根据所述单应矩阵和第一预设算法确定尺度因子，根据所述尺度因子和所述目标位姿数据，确定实际位姿数据。本申请充分考虑了飞行器从地面静止起飞具有的特殊性，即飞行器起飞的过程中，下视相机检测到的特征点几乎都在一个平面上，因此本申请将单应矩阵的约束加入到了视觉惯性里程计的初始化过程中，使用单应矩阵进行视觉惯性里程计的初始化。通过上述处理，本申请对于飞行器从地面起飞的阶段可以较好地实现视觉惯性里程计的初始化，对于飞行器以不同的上升姿态起飞都可以得到鲁棒性和准确性的定位结果。
[0036]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
[0037]通过结合附图对本申请示例性实施方式进行更详细地描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本申请示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
[0038]图1是本申请实施例示出的视觉惯性里程计初始化方法的流程示意图；
[0039]图2是本申请另一实施例示出的视觉惯性里程计初始化方法的流程示意图；
[0040]图3是本申请实施例示出的飞行器从地面起飞过程的示意图；
[0041]图4是本申请实施例示出的视觉惯性里程计初始化装置的结构示意图；
[0042]图5是本申请实施例示出的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0043]下面将参照附图更详细地描述本申请的实施方式。虽然附图中显示了本申请的实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本申请更加透彻和完整，并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。
[0044]在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种视觉惯性里程计初始化方法，其特征在于，包括：获取视觉惯导里程计检测到的图像帧中的特征点，根据所述特征点确定相邻图像帧之间的单应矩阵；根据所述单应矩阵确定对应的多组位姿数据，根据预设方式从所述多组位姿数据中确定目标位姿数据；根据所述单应矩阵和第一预设算法确定尺度因子，根据所述尺度因子和所述目标位姿数据，确定实际位姿数据。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所述单应矩阵确定所述相邻图像帧的特征点的速度关系；根据所述相邻图像帧的特征点的速度关系、相邻图像帧的特征点的速度和第二预设算法，更新所述相邻图像帧的特征点的速度。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设方式从所述多组位姿数据中确定目标位姿数据，包括：根据先验法向量从所述多组位姿数据中选择先验法向量与单应法向量二范数符合预设关系的一组位姿数据为目标位姿数据。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述单应矩阵和第一预设算法确定尺度因子，包括：根据所述单应矩阵和PnP算法确定尺度因子。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述单应矩阵和PnP算法确定尺度因子，包括：获取所述特征点的深度信息，根据PnP算法和所述深度信息确定所述特征点从相机坐标系到世界坐标系的转换位姿；根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：董博，陶永康，彭登，傅志刚，南志捷，
申请(专利权)人：广东汇天航空航天科技有限公司，
类型：发明
国别省市：