基于雙目相機的高精度視覺定位地圖生成系統(tǒng)及方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)所述基于雙目相機的高精度視覺定位地圖生成系統(tǒng)及方法，通過圖像采集模塊獲取雙目圖像，對雙目圖像進行特征點提取并匹配，使用雙目定位方法將視覺特征點進行相對位置定位，獲取視覺特征點相對于相機的空間位置關(guān)系，結(jié)合高精度GPS信息計算出視覺特征點的經(jīng)緯度坐標，并對不同智能車上傳的視覺特征點進行分析，最終得到可靠、穩(wěn)定的視覺特征點地圖。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明專利技術(shù)在高精度地圖的基礎上增加了圖像特征要素，從而能夠直接使用圖像特征對車輛進行定位，使車輛定位的精度更高。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及地圖測繪領(lǐng)域，具體涉及一種基于雙目相機的高精度視覺定位地圖生成系統(tǒng)及方法。
技術(shù)介紹
隨著先進駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS，AdvancedDriveAssistansSystem)及智能駕駛技術(shù)的快速發(fā)展，高精度地圖作為其重要組成部分也得到了越來越廣泛的關(guān)注及應用。相對于傳統(tǒng)地圖，高精度地圖能夠提供厘米級精度的數(shù)據(jù)、更細節(jié)的道路信息、更豐富的地圖要素。但是目前，高精度地圖并沒有存儲與圖像直接相關(guān)的圖像要素，只存儲了從圖像間接提取的車道線、道路標記等道路要素的標記信息，而這些標記信息只能表示語義，無法反映圖像中的特征及具體內(nèi)容。因此，如何如圖利用圖像對車輛進行更高精度的定位是本領(lǐng)域急待解決的技術(shù)問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
有鑒于此，本專利技術(shù)提供一種能夠根據(jù)圖像中的魯棒性視覺特征點對車輛的位置坐標進行高精度定位的系統(tǒng)及方法。一種基于雙目相機的高精度視覺定位地圖生成系統(tǒng)，所述基于雙目相機的高精度視覺定位地圖生成系統(tǒng)包括以下模塊：特征點獲取模塊：用于使用雙目相機采集道路上的沿途圖像數(shù)據(jù)，對圖像進行特征點提取并匹配，獲取視覺特征點相對于相機的空間位置關(guān)系；高精度定位模塊：用于根據(jù)基站定位對車輛的位置信息進行粗略定位，再結(jié)合車輛的里程信息得到車輛的高精度位置坐標，即相機的高精度位置坐標；數(shù)據(jù)融合模塊：用于根據(jù)相機與視覺特征點之間的相對空間位置關(guān)系，結(jié)合相機的高精度位置坐標，得到視覺特征點的高精度位置坐標；特征點地圖生成模塊，用于將類似且相對位置距離小于設定閾值的特征點進行合并，得到固化特征點，將所述固化特征點加載至高精度地圖中得到特征點地圖。一種基于雙目相機的高精度視覺定位地圖生成方法，所述基于雙目相機的高精度視覺定位地圖生成方法包括以下步驟：S1、采集道路上的沿途圖像數(shù)據(jù)，對圖像進行特征點提取并匹配，獲取視覺特征點相對于相機的空間位置關(guān)系；S2、根據(jù)基站定位對車輛的位置信息進行粗略定位，再結(jié)合車輛的里程信息得到車輛的高精度位置坐標，即相機的高精度位置坐標；S3、根據(jù)相機與視覺特征點之間的相對空間位置關(guān)系，結(jié)合相機的高精度位置坐標，得到視覺特征點的高精度位置坐標；S4、將類似且相對位置距離小于設定閾值的特征點進行合并，得到固化特征點，將所述固化特征點加載至高精度地圖中得到特征點地圖。本專利技術(shù)所述基于雙目相機的高精度視覺定位地圖生成系統(tǒng)及方法，通過圖像采集模塊獲取雙目圖像，對雙目圖像進行特征點提取并匹配，使用雙目定位方法將視覺特征點進行相對位置定位，獲取視覺特征點相對于相機的空間位置關(guān)系，結(jié)合高精度GPS信息計算出視覺特征點的經(jīng)緯度坐標，并對不同智能車上傳的視覺特征點進行分析，最終得到可靠、穩(wěn)定的視覺特征點地圖。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本專利技術(shù)在高精度地圖的基礎上增加了圖像特征要素，從而能夠直接使用圖像特征對車輛進行定位，使車輛定位的精度更高。附圖說明圖1是本專利技術(shù)所述基于雙目相機的高精度視覺定位地圖生成系統(tǒng)的模塊框圖；圖2是本專利技術(shù)所述特征點獲取模塊的單元框圖；圖3是本專利技術(shù)所述高精度定位模塊的單元框圖；圖4是本專利技術(shù)所述圖像處理單元的子單元框圖；圖5是本專利技術(shù)所述基于雙目相機的高精度視覺定位地圖生成方法的流程框圖；圖6是圖5中步驟S1的流程框圖；圖7是圖5中步驟S12的流程框圖；圖8是圖5中步驟S2的流程框圖。具體實施方式為了使本專利技術(shù)的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本專利技術(shù)進行進一步詳細說明，應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術(shù)，并不用于限定本專利技術(shù)。如圖1所示，本專利技術(shù)實施例提供一種基于雙目相機的高精度視覺定位地圖生成系統(tǒng)，所述基于雙目相機的高精度視覺定位地圖生成系統(tǒng)包括以下模塊：特征點獲取模塊10：用于使用雙目相機采集道路上的沿途圖像數(shù)據(jù)，對圖像進行特征點提取并匹配，獲取視覺特征點相對于相機的空間位置關(guān)系；高精度定位模塊20：用于根據(jù)基站定位對車輛的位置信息進行粗略定位，再結(jié)合車輛的里程信息得到車輛的高精度位置坐標，即相機的高精度位置坐標；數(shù)據(jù)融合模塊30：用于根據(jù)相機與視覺特征點之間的相對空間位置關(guān)系，結(jié)合相機的高精度位置坐標，得到視覺特征點的高精度位置坐標；特征點地圖生成模塊40，用于將類似且相對位置距離小于設定閾值的特征點進行合并，得到固化特征點，將所述固化特征點加載至高精度地圖中得到特征點地圖。在實際應用中，圖像通常會包含了大量的場景信息，而這些場景信息能夠有效的幫助系統(tǒng)進行定位。例如，在一條沒有交通指示牌及地圖的道路上，經(jīng)驗豐富的司機會根據(jù)場景中特定的圖像標記或者參考物來進行定位；同樣，如果高精度地圖具有這些場景的圖像參考點信息，那么智能駕駛系統(tǒng)能夠從攝像頭中實時獲取當前的圖像并提取定位參考點，同時在高精度地圖中匹配對應的參考點從而進行視覺特征定位。另一方面，由于單個采集終端的視覺特征具有片面性，并且在不同時間、空間采集到的視覺特征也會發(fā)生變化。所以需要將每個終端采集的視覺特征進行匯集，并篩選出那些不隨時間、空間發(fā)生變化的魯棒性視覺特征，并作為可靠的視覺定位點加入到高精度地圖中，從而形成最終的高精度視覺定位地圖。因此，本專利技術(shù)所述基于雙目相機的高精度視覺定位地圖生成系統(tǒng)，通過圖像采集模塊獲取雙目圖像，對雙目圖像進行特征點提取并匹配，使用雙目定位方法將視覺特征點進行相對位置定位，獲取視覺特征點相對于相機的空間位置關(guān)系，結(jié)合高精度GPS信息計算出視覺特征點的經(jīng)緯度坐標，并對不同智能車上傳的視覺特征點進行分析，最終得到可靠、穩(wěn)定的視覺特征點地圖。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本專利技術(shù)在高精度地圖的基礎上增加了圖像特征要素，從而能夠直接使用圖像特征對車輛進行定位，使車輛定位的精度更高。如圖2所示，所述特征點獲取模塊10包括雙目圖像拍攝單元11和圖像處理單元12；所述雙目圖像拍攝單元11用于使用標定的雙目相機采集道路上的沿途圖像數(shù)據(jù)；所述圖像處理單元12用于對將雙目圖像進行矯正，并提取SIFT\\SURF\\ORB特征點進行左右目匹配，計算匹配成功的特征點相對于相機的空間位置關(guān)系。如圖3所示，所述高精度定位模塊20包括：GPS處理單元21、里程編碼單元22、慣性導航單元23；GPS處理單元21，用于接收由差分基準站發(fā)送的高精度差分信號，輸出分米級精度的位置信息，并發(fā)送給慣性導航單元23；具體的，差分信號由差分基準站發(fā)送的，由于基本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種基于雙目相機的高精度視覺定位地圖生成系統(tǒng)，其特征在于，所述基于雙目相機的高精度視覺定位地圖生成系統(tǒng)包括以下模塊：特征點獲取模塊(10)：用于使用雙目相機采集道路上的沿途圖像數(shù)據(jù)，對圖像進行特征點提取并匹配，獲取視覺特征點相對于相機的空間位置關(guān)系；高精度定位模塊(20)：用于根據(jù)基站定位對車輛的位置信息進行粗略定位，再結(jié)合車輛的里程信息得到車輛的高精度位置坐標，即相機的高精度位置坐標；數(shù)據(jù)融合模塊(30)：用于根據(jù)相機與視覺特征點之間的相對空間位置關(guān)系，結(jié)合相機的高精度位置坐標，得到視覺特征點的高精度位置坐標；特征點地圖生成模塊(40)，用于將類似且相對位置距離小于設定閾值的特征點進行合并，得到固化特征點，將所述固化特征點加載至高精度地圖中得到特征點地圖。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于雙目相機的高精度視覺定位地圖生成系統(tǒng)，其特征在于，所述
基于雙目相機的高精度視覺定位地圖生成系統(tǒng)包括以下模塊：
特征點獲取模塊(10)：用于使用雙目相機采集道路上的沿途圖像數(shù)據(jù)，
對圖像進行特征點提取并匹配，獲取視覺特征點相對于相機的空間位置關(guān)系；
高精度定位模塊(20)：用于根據(jù)基站定位對車輛的位置信息進行粗略定
位，再結(jié)合車輛的里程信息得到車輛的高精度位置坐標，即相機的高精度位置
坐標；
數(shù)據(jù)融合模塊(30)：用于根據(jù)相機與視覺特征點之間的相對空間位置關(guān)
系，結(jié)合相機的高精度位置坐標，得到視覺特征點的高精度位置坐標；
特征點地圖生成模塊(40)，用于將類似且相對位置距離小于設定閾值的
特征點進行合并，得到固化特征點，將所述固化特征點加載至高精度地圖中得
到特征點地圖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于雙目相機的高精度視覺定位地圖生成系統(tǒng)，其
特征在于，所述特征點獲取模塊(10)包括雙目圖像拍攝單元(11)和圖像處
理單元(12)；
所述雙目圖像拍攝單元(11)用于使用標定的雙目相機采集道路上的沿途
圖像數(shù)據(jù)；
所述圖像處理單元(12)用于對將雙目圖像進行矯正，并提取SIFT\\SURF\\ORB
特征點進行左右目匹配，計算匹配成功的特征點相對于相機的空間位置關(guān)系。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于雙目相機的高精度視覺定位地圖生成系統(tǒng)，其
特征在于，所述高精度定位模塊(20)包括：GPS處理單元(21)、里程編碼單
元(22)、慣性導航單元(23)；
GPS處理單元(21)，用于接收由差分基準站發(fā)送的高精度差分信號，輸出
分米級精度的位置信息，并發(fā)送給慣性導航單元；
里程編碼單元(22)，用于獲取車輛里程信息，并發(fā)送給慣性導航單元；
慣性導航單元(23)，用于接收分米級精度的位置信息及車輛里程信息，
并對分米級精度的位置信息及車輛里程信息進行融合，輸出厘米級精度的位置
信息以及高精度的航向信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述基于雙目相機的高精度視覺定位地圖生成系統(tǒng)，其
特征在于，所述里程編碼單元(22)在每累積一個單位距離時會給雙目圖像拍
攝模塊發(fā)送同步脈沖信號，所述雙目圖像拍攝模塊在同步觸發(fā)脈沖的作用下進
行圖像的采集。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于雙目相機的高精度視覺定位地圖生成系統(tǒng)，其
特征在于，所述圖像處理單元(12)包括：
參數(shù)獲取子單元(121)：用于獲取標定的雙目相機的內(nèi)、外參數(shù)；
圖像矯正子單元(122)，用于根據(jù)內(nèi)、外參數(shù)對圖像進行矯正，使圖像的
對極線平行；
特征點提取子單元(123)：用于對圖像進行雙目SIFT/SURF/ORB特征點提
取，得到魯棒性特征點；
特征點匹配子單元(124)：用于在SIFT\\SURF\\ORB關(guān)鍵點提取完成后，通
過特征向量來描述關(guān)鍵點，利用關(guān)鍵點之間的歐式距離作為不同關(guān)鍵點相似度
進行判斷；
距離計算子單元(125)：用于根據(jù)特征點相對于左目相機的三維空間計算
得到特征匹配點之間...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：蘇曉聰，辛梓，朱敦堯，
申請(專利權(quán))人：武漢光庭科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：湖北;42