[发明专利]基于场景三维点云的视觉定位方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于场景三维点云的视觉定位方法及装置，方法包括：将场景点云划分为多个不相交的子集；根据待查询图像的全局特征描述子、每个子集的全局特征描述子，将所有子集进行优先级排序，获得子集队列；选择子集队列中的第一个子集，查找第一个子集中的各场景点与待查询图像的局部特征的匹配关系，并确定查找到的匹配关系是否满足结束条件，如果满足，则结束；否则选择子集队列中的第二个子集，查找第一个子集和第二个子集中各场景点与待查询图像的局部特征的匹配关系，并确定查找到的匹配关系是否满足结束条件，如果满足，则结束；根据查找到的匹配关系估计拍摄待查询图像相机的位置和方向。上述方法能够提高查找匹配关系的效率。

技术领域

本发明涉及计算机技术，具体涉及一种基于场景三维点云的视觉定位方法及装置。

背景技术

当前，随着智能终端的发展，基于位置的服务受到越来越多的关注，促使定位技术成为研究热点。常见的定位技术一般基于GPS或者Wi-Fi无线网络等。但是这些定位技术存在着易受干扰、适用范围有限等诸多问题。

视觉定位(Image-based Localization)技术，即基于场景三维点云计算查询图像的相机在该点云中的位置和方向，能够有效地解决上述问题。

然而，视觉定位技术是基于查询图像的局部特征与场景点云中的点之间的匹配关系来确定查询图像的相机位置和方向的。当前，场景点云的规模往往在百万量级甚至更大，因此，寻找查询图像局部特征和场景点之间的匹配关系需要进行大量的计算，导致视觉定位技术中寻找匹配关系的效率无法提高。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种基于场景三维点云的视觉定位方法及装置，能够提高视觉定位方法中寻找匹配关系的效率。

第一方面，本发明提供一种基于场景三维点云的视觉定位方法，包括：

将预先建立的场景点云划分为多个不相交的子集；

根据待查询图像的全局特征描述子、每个子集的全局特征描述子，将所有子集进行优先级排序，获得优先级排序后的子集队列；

选择所述子集队列中的第一个子集，查找该第一个子集中的各场景点与所述待查询图像的局部特征描述子的匹配关系，并确定查找到的匹配关系是否满足预设的结束条件，如果满足，则结束；

否则，选择所述子集队列中的第二个子集，查找所述第一个子集和第二个子集中各场景点与所述待查询图像的局部特征描述子的匹配关系，并确定查找到的匹配关系是否满足结束条件，如果满足，则结束；

否则，重复选择所述子集队列中的第N个子集，并查找从第一个子集至第N个子集中各场景点与所述待查询图像的局部特征描述子的匹配关系，直至所述匹配关系满足预设结束条件，N为大于2的自然数；

根据查找到的所述匹配关系估计拍摄待查询图像相机的位置和方向。

可选地，所述根据查找到的所述匹配关系估计待查询图像所属相机的位置和方向之前，所述方法还包括：

在已经查找M个子集之后的匹配关系仍不满足所述结束条件时，确定M个子集中所有场景点的数量是否大于预设阈值，若大于，则结束，M为大于1的自然数。

可选地，根据待查询图像的全局特征描述子、每个子集的全局特征描述子，将所有子集进行优先级排序，获得优先级排序后的子集队列，包括：

获取所述待查询图像的全局特征描述子，以及获取每个子集的全局特征描述子；

确定每个子集的全局特征描述子与所述待查询图像的全局特征描述子的度量距离；

根据度量距离的大小，将所有子集进行排序，获得所述子集队列，排在所述子集队列中第一位的子集优先级最高，对应的度量距离最小。