[发明专利]机器人式运载工具的图像传感器初始化

说明书

各个实施例包括用于初始化机器人式运载工具的图像传感器的处理设备和方法。在一些实施例中，机器人式运载工具的处理器可以从目标图像的经捕获的图像中提取第一特征，可以从目标图像的预定义的图像金字塔中提取第二特征，可以将第一特征和第二特征进行匹配，以及可以基于经匹配的特征和目标图像的已知尺寸来估计图像传感器姿态。在一些实施例中，处理器可以基于经匹配的特征以及机器人式运载工具的平移和/或旋转来估计图像传感器姿态。在一些实施例中，处理器可以基于一个或多个图像传感器姿态来确定用于机器人式运载工具的坐标系。

背景技术

正在开发机器人式运载工具以用于广泛的应用。机器人式运载工具可以被配备有能够捕获图像、图像序列或视频的相机。一些机器人式运载工具可以被配备有单目图像传感器，诸如单目相机。

机器人式运载工具可以执行同时定位和地图构建(SLAM)，以构造和更新未知环境的地图，同时跟踪机器人式运载工具在环境内的位置。机器人式运载工具可以使用其图像传感器设备来收集对SLAM有用的数据。然而，对于配备有单目图像传感器的机器人式运载工具，图像传感器可能无法提供足够的信息以使机器人式运载工具能够确定图像传感器位置和方向(姿态)两者以及环境的地图点。此外，对于配备有单目图像传感器的机器人式运载工具，图像传感器的初始化至关重要。单目图像传感器初始化中的错误可能会导致机器人式运载工具的坐标系中的无法纠正的偏差或错误。

发明内容

各个实施例包括可以在机器人式运载工具的处理器上实现的用于机器人式运载工具的图像传感器的图像传感器初始化的方法。

各个实施例可以包括：利用机器人式运载工具的图像传感器来捕获目标图像的图像；从所捕获的图像中提取第一特征；从目标图像的预定义的图像金字塔中提取第二特征；将一个或多个提取出的第一特征与一个或多个提取出的第二特征进行匹配；基于经匹配的特征和目标图像的已知尺寸来估计图像传感器姿态；确定图像传感器姿态是否在一个或多个门限内；以及响应于确定图像传感器姿态不在该一个或多个门限内，将机器人式运载工具操纵到从其处捕获目标图像的另一图像的另一位置。

在一些实施例中，图像传感器初始化可以包括基于单目相机的同时定位和地图构建(SLAM)初始化。一些实施例还可以包括：响应于确定图像传感器姿态在该一个或多个门限内，确定图像传感器初始化成功。

在一些实施例中，将机器人式运载工具操纵到从其处捕获目标图像的另一图像的另一位置可以包括：响应于确定图像传感器姿态不在该一个或多个门限内，计算或确定优选相对姿态；确定与该优选相对姿态相关联的位置；以及将机器人式运载工具操纵到所确定的位置。

在一些实施例中，将机器人式运载工具操纵到从其处捕获目标图像的另一图像的另一位置可以包括：将机器人式运载工具操纵到一个或多个其它位置；从其它位置中的每个位置捕获目标图像的另一图像；从另一图像中提取第三特征；将一个或多个提取出的第三特征与一个或多个提取出的第二特征进行匹配；以及基于经匹配的第二特征和第三特征以及目标图像的已知尺寸来估计第二图像传感器姿态。

各个实施例可以包括：利用机器人式运载工具的图像传感器来捕获图像；从所捕获的图像中提取第一特征；确定提取出的特征的数量是否超过门限特征数量；响应于确定提取出的特征数量超过门限特征数量，将机器人式运载工具操纵到另一位置；获得机器人式运载工具的平移和机器人式运载工具的旋转中的一项或多项；确定机器人式运载工具的角速度是否小于角速度门限；将一个或多个提取出的第一特征与从经捕获的第二图像中提取的一个或多个第二特征进行匹配；以及基于经匹配的特征以及机器人式运载工具的平移和机器人式运载工具的旋转中的一项来估计图像传感器姿态。

在一些实施例中，将一个或多个提取出的第一特征与从经捕获的第二图像中提取的一个或多个第二特征进行匹配可以包括：将机器人式运载工具操纵到另一位置；从另一位置捕获下一图像并且处理该下一图像；从该下一图像中提取该第二特征；以及将来自第一图像的第一特征与来自该下一图像的该第二特征进行匹配。