【技术实现步骤摘要】
本申请属于地图构建与定位，尤其涉及一种头戴式设备追踪定位方法、装置、头戴式设备以及计算机可读存储介质。
技术介绍
1、在vr(virtual reality，虚拟现实)和ar(augmented reality，增强现实)领域，在通过slam(simultaneous localization and mapping，即时定位与地图构建)算法在室内的使用场景中进行追踪时，需要进行关键帧匹配，而且常用的关键帧的匹配方案包括跟踪恒速运动模型、跟踪参考关键帧以及重定位等。
2、但是，在传统的slam追踪定位方案中，需要实时监测地图集是否改变，对设备的运算量占用较大，较为费时。另外，在上述各关键帧匹配方案中，在头戴式设备佩戴者的头部快速转动的情况下，场景变换过快，这种情况下恒速追踪模型易失效，难以输出有效的设备位姿，另外跟踪参考关键帧算法和重定位追踪算法较为复杂，计算量大。综上所述，现有的slam追踪定位方案过于费时，导致位姿输出的实时性偏低。
技术实现思路
1、本申请的主要目的在于提供一种头戴式设备追踪定位方法、装置、头戴式设备以及计算机可读存储介质。旨在通过这种头戴式设备追踪定位方法提升追踪过程中的环境适应能力并减少计算量，从而提高追踪定位信息的精度和实时性。
2、为了实现上述目的，本申请提供一种头戴式设备追踪定位方法，所述头戴式设备追踪定位方法包括：
3、载入与头戴式设备采集到的图像数据匹配的地图集；
4、根据所述头戴式设备对应的imu
5、将所述当前帧对应的特征点词袋模型与所述地图集中的关键帧进行匹配，确定地图关键帧以及对应的关键帧四元数；
6、当所述当前帧四元数与所述关键帧四元数之间的差值小于预设阈值时，基于所述地图关键帧对所述头戴式设备进行追踪定位，输出当前设备位姿。
7、可选地，所述将所述当前帧对应的特征点词袋模型与所述地图集中的关键帧进行匹配，确定地图关键帧以及对应的关键帧四元数的步骤，包括：
8、将所述特征点词袋模型中的特征向量与所述地图集中对应的各关键帧分别对应的词袋模型中的特征向量分别进行匹配，得到各关键帧分别对应的成功匹配数量；
9、将成功匹配数量最多的关键帧置为地图关键帧，并根据所述地图关键帧和所述特征点词袋模型中匹配成功的特征点，定位所述头戴式设备的初始位姿；
10、基于所述当前帧四元数与所述初始位姿，获取所述地图关键帧对应的关键帧四元数。
11、可选地，在所述基于所述地图关键帧对所述头戴式设备进行追踪定位的步骤之前，还包括：
12、将所述地图集投影至所述头戴式设备所在的坐标系，得到更新后的关键帧四元数；
13、基于所述坐标系，计算所述当前帧四元数与所述关键帧四元数之间的角度差值和向量差值；
14、判断所述角度差值和所述向量差值是否分别小于预设的角度差值阈值和向量差值阈值；
15、若不小于，则判定关键帧匹配失败，并通过预设的恒速运动模型算法、参照关键帧算法和/或重定位算法进行关键帧匹配，获得更新后的地图关键帧；
16、基于所述地图关键帧对所述头戴式设备进行追踪定位，输出当前设备位姿。
17、可选地，所述通过预设的恒速运动模型算法、参照关键帧算法和/或重定位算法进行关键帧匹配，获得更新后的地图关键帧的步骤，包括：
18、通过所述重定位算法对所述头戴式设备进行重定位，并判断所述头戴式设备的速度是否为零或重定位是否成功；
19、若所述头戴式设备的速度为零或重定位成功，则通过预设的参照关键帧算法匹配地图关键帧，获得地图关键帧；
20、若所述头戴式设备的速度不为零且重定位失败，则通过预设的恒速运动模型算法匹配地图关键帧，获得地图关键帧。
21、可选地，在所述载入与头戴式设备采集到的图像数据匹配的地图集的步骤之前，所述方法还包括：
22、通过所述头戴式设备采集当前场景对应的图像数据，判断在预设的地图集库中否存在与所述图像数据匹配的地图集；
23、若存在，则载入所述图像数据对应的地图集；
24、若不存在，则根据预设的slam算法对所述头戴式设备进行追踪定位。
25、可选地，在所述输出当前设备位姿的步骤之后，所述方法还包括：
26、判断所述当前设备位姿是否位于所述地图集对应的安全区内；
27、若所述当前设备位姿位于所述安全区之外，则判断所述当前设备位姿是否位于所述地图集中预设的地图连通区域内；
28、若所述当前设备位姿位于所述地图连通区域内，则将所述地图连通区域对应的连通地图加入到所述地图集中。
29、可选地，所述头戴式设备追踪定位方法还包括：
30、获取连通位置标记指令，根据所述连通位置标记指令在所述地图集中标记出具有连通属性的相邻地图区域之间的连通位置；
31、根据所述连通位置，生成对应的连通区域。
32、此外，为实现上述目的，本申请还提供一种头戴式设备追踪定位装置，所述装置应用于头戴式设备；
33、所述头戴式设备追踪定位装置包括：
34、地图载入模块，用于载入与头戴式设备采集到的图像数据匹配的地图集；
35、四元数计算模块，用于根据所述头戴式设备对应的imu陀螺仪数据确定当前帧对应的当前帧四元数；
36、关键帧匹配模块，用于将所述当前帧对应的特征点词袋模型与所述地图集中的关键帧进行匹配，确定地图关键帧以及对应的关键帧四元数；
37、追踪定位模块，用于当所述当前帧四元数与所述关键帧四元数之间的差值小于预设阈值时，基于所述地图关键帧对所述头戴式设备进行追踪定位，输出当前设备位姿。
38、此外，为实现上述目的，本申请还提供一种头戴式设备，所述头戴式设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的头戴式设备追踪定位程序，所述头戴式设备追踪定位程序被所述处理器执行时实现如上所述的头戴式设备追踪定位方法的步骤。
39、此外，为实现上述目的，本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有头戴式设备追踪定位程序，所述头戴式设备追踪定位程序被处理器执行时实现如上所述的头戴式设备追踪定位方法的步骤。
40、本申请实施例提出的一种头戴式设备追踪定位方法、装置、头戴式设备以及计算机可读存储介质，首先通过载入与头戴式设备采集到的图像数据匹配的地图集；根据所述头戴式设备对应的imu陀螺仪数据确定当前帧对应的当前帧四元数；将所述当前帧对应的特征点词袋模型与所述地图集中的关键帧进行匹配，确定地图关键帧以及对应的关键帧四元数；当所述当前帧四元数与所述关键帧四元数之间的差值小于预设阈值时，基于所述地图关键帧对所述头戴式设备进行追踪定位，输出当前设备位姿。
41、如此，本申请本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种头戴式设备追踪定位方法，其特征在于，所述头戴式设备追踪定位方法包括：
2.如权利要求1所述的头戴式设备追踪定位方法，其特征在于，所述将所述当前帧对应的特征点词袋模型与所述地图集中的关键帧进行匹配，确定地图关键帧以及对应的关键帧四元数的步骤，包括：
3.如权利要求2所述的头戴式设备追踪定位方法，其特征在于，在所述基于所述地图关键帧对所述头戴式设备进行追踪定位的步骤之前，还包括：
4.如权利要求3所述的头戴式设备追踪定位方法，其特征在于，所述通过预设的恒速运动模型算法、参照关键帧算法和/或重定位算法进行关键帧匹配，获得更新后的地图关键帧的步骤，包括：
5.如权利要求1所述的头戴式设备追踪定位方法，其特征在于，在所述载入与头戴式设备采集到的图像数据匹配的地图集的步骤之前，所述方法还包括：
6.如权利要求1-5任一项所述的头戴式设备追踪定位方法，其特征在于，在所述输出当前设备位姿的步骤之后，所述方法还包括：
7.如权利要求6所述的头戴式设备追踪定位方法，其特征在于，所述头戴式设备追踪定位方法还包括：
<...【技术特征摘要】
1.一种头戴式设备追踪定位方法，其特征在于，所述头戴式设备追踪定位方法包括：
2.如权利要求1所述的头戴式设备追踪定位方法，其特征在于，所述将所述当前帧对应的特征点词袋模型与所述地图集中的关键帧进行匹配，确定地图关键帧以及对应的关键帧四元数的步骤，包括：
3.如权利要求2所述的头戴式设备追踪定位方法，其特征在于，在所述基于所述地图关键帧对所述头戴式设备进行追踪定位的步骤之前，还包括：
4.如权利要求3所述的头戴式设备追踪定位方法，其特征在于，所述通过预设的恒速运动模型算法、参照关键帧算法和/或重定位算法进行关键帧匹配，获得更新后的地图关键帧的步骤，包括：
5.如权利要求1所述的头戴式设备追踪定位方法，其特征在于，在所述载入与头戴式设备采集到的图像数据匹配的地图集的步骤之前，所述方法还包括：
6.如权利要...
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