[发明专利]用于估计移动元件相对于参考方向的角偏差的方法

说明书

本发明涉及用于估计移动元件相对于参考方向的角偏差的方法，该方法包括下面的步骤：获取代表移动元件的参考方向的参考图像；获取代表移动元件的当前方向的当前图像；识别在参考图像中和在当前图像中的兴趣点；确定至少两对兴趣点，一对由当前图像的兴趣点和在参考图像中的对应于其的兴趣点构成；通过使用在前述步骤中识别的至少两对点来确定在移动元件的当前方向和参考方向之间的角偏差。

技术领域

本发明涉及用于估计移动元件相对于参考方向的角偏差的方法，并可特别应用于导航场。

背景技术

为了估计移动元件(例如机器人)的路线，第一种技术在于使用它的测距法，也就是说使用对它的移动的测量。为了那个目的，可使用来自各种板载传感器的测量。因此对于有轮机器人，可能使用位于轮子中的旋转编码器类型的里程表。这种技术的缺点中的一个是，它产生随着时间的过去而明显漂移的估计。

存在的第二种技术在于实现度量传感器，例如激光遥测计或3D摄像机，以便得到一个人相对于表示导航环境的地图的方向角。依赖于这种技术的方法由首字母缩略词SLAM(同时定位与地图构建)表示，在这种情况下地图同样在机器人的导航期间被构造和丰富。这个解决方案具有几个缺点。这是因为将这些传感器集成在机器人的架构内是必须的。这涉及高实现成本并需要相当大的计算能力，以便产生地图并确定机器人的位置。

存在的第三种技术基于六轴惯性单元的使用。这个惯性单元通常由三个陀螺仪和三个加速计构成，并可特别提供机器人的路线。这样的单元同样受到测量漂移现象的影响，否则非常昂贵。这种技术因此并不适合于在具有低实现成本的机器人中实现。

因此，看来好像机器人设计者没有允许他们得到精确的路线估计同时最小化实现成本的可采用的技术。

发明内容

本发明的目的特别是补偿前面提到的缺点。

为此目的，本发明的主题是用于估计移动元件相对于参考方向的角偏差的方法，该方法包括下面的步骤：获取代表移动元件的参考方向的参考图像；获取代表移动元件的当前方向的当前图像；识别在参考图像中和在当前图像中的兴趣点；确定至少两对兴趣点，一对由在当前图像中识别的兴趣点和在参考图像中的对应于其的兴趣点构成；通过使用在前一步骤中识别的至少两对点来确定在移动元件的当前方向和参考方向之间的角偏差。

用于估计机器人相对于参考方向的角偏差的方法的使用使避免作为测距法的特性的估计误差变得可能。

根据本发明的一个方面，兴趣点与对应于二进制矢量的描述符相关联，确定所述对的步骤通过以下来实现：两个两个地比较这些矢量，当两个兴趣点的两个矢量被考虑为相对于与其它兴趣点相关联的其它候选矢量最接近时，两个兴趣点被识别出。

作为示例，沿着相对于移动元件固定的标准正交参考系的三个轴X、Y、Z确定角偏差。

在一个实施例中，该方法包括验证角偏差的估计的质量的步骤，当匹配的兴趣点的对的数量超过预定义的门限值时，质量被考虑为是足够的。

根据本发明的一个方面，当质量被考虑为是不足时，获取新参考图像。

有利地，这个质量控制使当移动元件移动时保持可靠的角偏差的估计变得可能。

作为示例，根据兴趣点的质量来调整参考图像的刷新率，根据正确的兴趣点的水平来估计所述质量，且这个水平一旦低于预定义的门限值，参考图像就被更新。

作为示例，根据在当前图像中识别的兴趣点之间的估计的平均距离来调整当前图像的刷新率，当兴趣点接近彼此时，刷新率增加。

作为示例，参考方向对应于移动元件需要跟随以便移动的目标路线，用于控制移动元件的移动的命令被确定并应用，以便最小化通过该方法估计的角偏差。