[发明专利]一种计算位姿变化方法及车载终端

说明书

一种计算位姿变化方法及车载终端，所述方法包括步骤：获取多个图像采集装置在同一时刻拍摄到的多张目标图像，对多张所述目标图像进行拼接，以得到俯视拼接图；识别所述俯视拼接图中的图像语义特征，以得到俯视感知图；基于所述俯视感知图进行定位；所述基于所述俯视感知图进行定位包括：获取初始位姿；基于所述俯视感知图计算位姿变化。该方案在保证算法鲁棒性的同时能够有效提升定位精度。

技术领域

本发明涉及模式识别与智能系统与交通工具技术领域，特别地，涉及一种基于俯视感知图的计算位姿变化方法及车载终端。

背景技术

随着人民生活水平的提高，小轿车等交通工具成为人们主要的代步工具，而交通工具的智能化，也越来越使出行更加的简单。在一些情况下，车辆可以自动执行驾驶任务，例如，开启了自动驾驶功能的普通的家用轿车、公交车、卡车等车辆，或者还可以为无人驾驶的家用轿车、公交车、卡车等车辆。自动驾驶技术已有数十年的发展历史，21世纪初呈现出接近实用化的趋势。

定位技术是自动驾驶系统的关键技术之一。自动驾驶系统通过定位技术准确感知自身在全局环境中的相对位置，将自身视作一个质点并与环境有机结合起来。目前广泛应用的定位技术包括卫星导航系统定位(GPS等)、里程计定位、陀螺仪定位、视觉导航定位等。

在各种导航定位方法中，视觉导航定位方案的优势在于应用范围广泛，即使在卫星信号不能到达的室内环境，比如地下车库，也能实现定位。同时，视觉导航定位能够消除里程计定位方案不可避免的累计误差。而实现视觉定位的导航关键在于计算位姿的变化。

发明内容

本发明提供了一种计算位姿变化方法及车载终端。传统技术中对于定位、车辆位姿因为卫星导航系统定位(GPS等)、里程计定位、陀螺仪这些传感器自身缺陷，相比视觉传感器定位精度存在差距。但如何使用视觉传感器形成感知图则是本领域的难点，本发明使用俯视感知图解决了视觉图像拼接难题。

此外，本发明提出该方案通过非线性优化方法解决，将位姿求解转换为状态估计问题，并将位姿最优估计问题转化为最小化误差的问题，从而在保证算法鲁棒性的同时能够有效提升定位精度。

本发明的第一个方面是提供一种计算位姿变化方法，所述方法包括步骤：

1)获取多个图像采集装置在同一时刻拍摄到的多张目标图像，对多张所述目标图像进行拼接，以得到俯视拼接图；

2)识别所述俯视拼接图中的图像语义特征，以得到俯视感知图；

3)基于所述俯视感知图进行定位；

所述步骤3)包括：

31)获取初始位姿；

32)基于所述俯视感知图计算位姿变化。

优选的，在所述步骤2)中，所述图像语义特征可以为车道线、停车库位线、库位点、斑马线、车道箭头等的一种或多种。

优选的，所述步骤32)中，k时刻的位姿为：ξ_k＝(x,y,θ)，上式中(x,y)表示载体在一个二维平面的中心，而θ表示载体的航向角。

优选的，所述步骤32)中，将位姿最优估计问题转化为最小化误差e，具体为：

e＝ξ_k-h(x_k,y_j)。

本发明的第二方面是提供一种基于俯视感知图的计算位姿变化方法，其特征在于：所述方法包括步骤：

1)获取多个图像采集装置在同一时刻拍摄到的多张目标图像，对多张所述目标图像进行拼接，以得到俯视拼接图；

2)识别所述俯视拼接图中的图像语义特征，以得到俯视感知图；

3)基于所述俯视感知图进行定位；