CN107704106B - 姿态定位方法、装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种姿态定位方法、装置及电子设备，涉及计算机技术领域。该姿态定位方法包括：获取飞鼠的传感器测定的所述飞鼠在多个预设位置分别对应的多个第一位置数据，所述第一位置数据包括姿态角数据以及第一平面坐标；根据双目摄像头采集的所述飞鼠在所述多个预设位置的位置图像获得所述飞鼠在所述多个预设位置分别对应的多个第二位置坐标；基于第一预设算法获得多个所述第一位置坐标以及多个所述第二位置坐标对应的多个第一位置坐标；基于所述多个第一位置坐标以及多个所述姿态角数据生成所述飞鼠在所述多个预设位置分别对应的第二位置数据。该姿态定位方法、装置及电子设备可以较好地获取到飞鼠的姿态数据。

Description

姿态定位方法、装置及电子设备

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，具体而言，涉及一种姿态定位方法、装置及电子设备。

背景技术

目前的，无线空中飞鼠中的定位传感器可以获得飞鼠在指定平面中的横向坐标、纵向坐标以及三个方向的姿态角数据，而不能获取到竖向坐标，从而不能获取到飞鼠的三维姿态定位数据。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种姿态定位方法、装置及电子设备，以解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种姿态定位方法，所述方法包括：获取飞鼠的传感器测定的所述飞鼠在多个预设位置分别对应的多个第一位置数据，所述第一位置数据包括姿态角数据以及第一平面坐标；根据双目摄像头采集的所述飞鼠在所述多个预设位置的位置图像获得所述飞鼠在所述多个预设位置分别对应的多个第一空间坐标；基于第一预设算法获得多个所述第一平面坐标以及多个所述第一空间坐标对应的多个第一位置坐标；基于所述多个第一位置坐标以及多个所述姿态角数据生成所述飞鼠在所述多个预设位置分别对应的第二位置数据。

一种姿态定位装置，所述装置包括：第一数据获取模块、第二数据获取模块、处理模块以及数据生成模块，其中，所述第一数据获取模块用于获取飞鼠的传感器测定的所述飞鼠在多个预设位置分别对应的多个第一位置数据，所述第一位置数据包括姿态角数据以及第一平面坐标；所述第二数据获取模块用于根据双目摄像头采集的所述飞鼠在所述多个预设位置的位置图像获得所述飞鼠在所述多个预设位置分别对应的多个第一空间坐标；所述处理模块用于基于第一预设算法获得多个所述第一平面坐标以及多个所述第一空间坐标对应的多个第一位置坐标；所述数据生成模块用于基于所述多个第一位置坐标以及多个所述姿态角数据生成所述飞鼠在所述多个预设位置分别对应的第二位置数据。

一种电子设备，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器耦接到所述处理器，所述存储器存储指令，当所述指令由所述处理器执行时使所述处理器执行以下操作：获取飞鼠的传感器测定的所述飞鼠在多个预设位置分别对应的多个第一位置数据，所述第一位置数据包括姿态角数据以及第一平面坐标；根据双目摄像头采集的所述飞鼠在所述多个预设位置的位置图像获得所述飞鼠在所述多个预设位置分别对应的多个第一空间坐标；基于第一预设算法获得多个所述第一平面坐标以及多个所述第一空间坐标对应的多个第一位置坐标；基于所述多个第一位置坐标以及多个所述姿态角数据生成所述飞鼠在所述多个预设位置分别对应的第二位置数据。

本发明实施例提供的姿态定位方法、装置及电子设备，通过获取飞鼠的传感器测定的飞鼠在多个预设位置分别对应的多个第一位置数据，第一位置数据包括姿态角数据以及第一平面坐标；然后根据双目摄像头采集的飞鼠在多个预设位置的位置图像获得飞鼠在多个预设位置分别对应的多个第一空间坐标；再基于第一预设算法获得多个第一平面坐标以及多个第一空间坐标对应的多个第一位置坐标；最后基于多个第一位置坐标以及多个姿态角数据生成飞鼠在多个预设位置分别对应的第二位置数据。从而，可以获得飞鼠对应的三维姿态数据，以解决不能获取到飞鼠的三维姿态定位数据的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了本发明实施例提供的电子设备的方框示意图；

图2示出了本发明实施例提供的姿态定位方法的流程图；

图3示出了本发明实施例提供的姿态定位方法的步骤S120的流程图；

图4示出了本发明实施例提供的预设模型的示意图；

图5示出了本发明实施例提供的姿态定位方法的步骤S130的流程图；

图6示出了本发明实施例提供的姿态定位装置的模块图；

图7示出了本发明实施例提供的姿态定位装置的处理模块的模块图；

图8示出了本发明实施例提供的姿态定位装置的第二数据获取模块的模块图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

图1示出了一种可应用于本发明实施例中的电子设备的结构框图。如图1所示，电子设备100包括存储器102、存储控制器104，一个或多个(图中仅示出一个)处理器106、外设接口108、射频模块110、音频模块112、显示单元114等。这些组件通过一条或多条通讯总线/信号线116相互通讯。

存储器102可用于存储软件程序以及模块，如本发明实施例中的姿态定位方法及装置对应的程序指令/模块，处理器106通过运行存储在存储器102内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，如本发明实施例提供的姿态定位装置。

存储器102可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。处理器106以及其他可能的组件对存储器102的访问可在存储控制器104的控制下进行。

外设接口108将各种输入/输出装置耦合至处理器106以及存储器102。在一些实施例中，外设接口108，处理器106以及存储控制器104可以在单个芯片中实现。在其他一些实例中，他们可以分别由独立的芯片实现。

射频模块110用于接收以及发送电磁波，实现电磁波与电信号的相互转换，从而与通讯网络或者其他设备进行通讯。

音频模块112向用户提供音频接口，其可包括一个或多个麦克风、一个或者多个扬声器以及音频电路。

显示单元114在电子设备100与用户之间提供一个显示界面。具体地，显示单元114向用户显示视频输出，这些视频输出的内容可包括文字、图形、视频及其任意组合。

可以理解，图1所示的结构仅为示意，电子设备100还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

第一实施例

如图2示出了本发明实施例提供的姿态定位方法的流程图。请参见图2，该方法包括：

步骤S110：获取飞鼠的传感器测定的所述飞鼠在多个预设位置分别对应的多个第一位置数据，所述第一位置数据包括姿态角数据以及第一平面坐标。

飞鼠运动过程中，飞鼠中的陀螺仪传感器可以获取飞鼠的横向、纵向以及竖向的姿态角数据，飞鼠在横向以及纵向的坐标数据。

在本发明实施例中，飞鼠可以为红色球形飞鼠，飞鼠可在于一屏幕相对的位置运动，并且可以设定多个预设位置。并且飞鼠可以与用于实现姿态定位方法的电子设备通信连接。多个预设位置为飞鼠在运动过程中的多个位置，其具体可以为多个预设时间点对应的飞鼠的位置作为预设位置。例如，飞鼠在某段时间内的运动过程，分为时间点1、时间点2、时间点3等多个时间点，时间点1、时间点2、时间点3等多个时间点对应的飞鼠的位置则为飞鼠的预设位置。

从而，可以获取到飞鼠的传感器测定的飞鼠在多个预设位置分别对应的多个第一位置数据。并且，第一位置数据包括横向、纵向、竖向三个方向的姿态角，以及横向、纵向的坐标构成的第一平面坐标。

步骤S120：根据双目摄像头采集的所述飞鼠在所述多个预设位置的位置图像获得所述飞鼠在所述多个预设位置分别对应的多个第一空间坐标。

在本发明实施例中，在飞鼠相对的屏幕中可以安装双目摄像头。优选的，双目摄像头可以设置于屏幕的顶端。

在飞鼠运动过程中，同时也控制双目摄像头获取飞鼠所在位置的图像。具体的，可以控制双目摄像头采集飞鼠在上述预设位置的位置图像。

然后，可以根据双目摄像头采集的飞鼠在多个预设位置的位置图像，获得飞鼠在多个预设位置处分别对应的多个第一空间坐标。

具体的，请参见图3，根据双目摄像头采集的飞鼠在多个预设位置的位置图像获得飞鼠在多个预设位置分别对应的多个第一空间坐标，可以包括：

步骤S121：获取所述双目摄像头的第一摄像头以及第二摄像头分别采集的所述飞鼠在一所述预设位置的第一图像以及第二图像。

具体的，步骤S121可以包括：控制所述第一摄像头以及第二摄像头获取所述飞鼠的第三图像以及第四图像；获取所述第三图像以及所述第四图像分别对应的第一框选图像以及第二框选图像，所述第一框选图像以及所述第二框选图像为所述飞鼠对应的框选区域对应的图像；当所述第一摄像头以及所述第二摄像头分别采集的所述飞鼠在所述预设位置的图像分别与所述第一框选图像以及所述第二框选图像匹配，则将所述第一摄像头采集的图像作为第一图像，所述第二摄像头采集的图像作为第二图像。

首先，可以控制第一摄像头以及第二摄像头分别采集红色的球形飞鼠的第三图像以及第四图像。从而，可以获取到飞鼠对应的第三图像以及第四图像。然后可以获取所述第三图像以及第四图像从RGB颜色空间转换到HIS颜色空间对应的图像，再提取H分量，取H分量的值为0～180。需要说明的是，该H分量的范围包括飞鼠的颜色范围，然后可以通过人机交互获取飞鼠在图像中的最大正方形或者矩形区域作为第三图像对应的第一框选图像以及第四图像对应的第二框选图像。再同Opencv中内置函数计算出所述第一框选图像以及第二框选图像的中各颜色的直方图，再根据直方图计算出所述第一框选图像对应的反向投影图，以及第二框选图像对应的反向投影图。可以理解的是，飞鼠的颜色为反向投影图中比例最大的颜色，由于其球形的特性，因此在反向投影图中始终是白色的球形。当飞鼠移动时，需要跟踪其位置，并且确定出飞鼠所在的位置。

具体可以为控制第一摄像头采集飞鼠在预设位置处的图像，第二摄像头采集飞鼠在预设位置处的图像，并且当判断出第一摄像头采集的图像与第一框选图像匹配，第二摄像头采集的图像与第二框选图像匹配，则可以将第一摄像头采集的图像作为第一图像，第二摄像头采集的图像作为第二图像。可以理解的是，利用跟踪框确定飞鼠的位置，跟踪框为第一框选图像以及第二框选图像中对应的框体，通过meanshift算法，计算在跟踪框中颜色的质心，当质心偏离图像的中心，则以该质心为新的中心，重新采集图像，当采集的图像中中心与质心重合，则表示跟踪框所在的位置为飞鼠的位置，此时，跟踪框的图像与第一框选图像以及第二框选图像的匹配度最高，即颜色匹配度最高。从而，可以获得飞鼠在预设位置处的第一摄像头采集的第一图像以及第二摄像头采集的第二图像。

步骤S122：获取所述第一图像对应的第一反向投影图以及所述第二图像对应的第二反向投影图，所述第一反向投影图以及所述第二反向投影图中包括所述飞鼠对应的区域。

然后再根据步骤S122中的获取反向投影图的方法，获得第一图像的第一反向投影图，第二图像对应的第二反向投影图。并且，第一反向投影图中以及第二反向投影图中包括飞鼠对应的区域。

步骤S123：根据第二预设算法获取所述第一反向投影图以及所述第二反向投影图中所述飞鼠对应的区域中的坐标点对应的第二变换矩阵以及满足所述第二变换矩阵的第三坐标点。

然后再根据同一预设位置处对应的第一反向投影图以及第二反向投影图获取白色圆形区域的坐标，再利用RANSAC匹配算法对第一反向投影图以及第二反向投影图中白色圆形区域的坐标进行匹配，获得最佳匹配的点。具体的匹配算法思想为：从样本集中随机抽选一个RANSAC样本，即4个匹配点对；根据这4个匹配点对计算变换矩阵M；根据样本集，变换矩阵M，和误差度量函数计算满足当前变换矩阵的一致集，并返回一致集中元素个数；根据当前一致集中元素个数判断是否最优(最大)一致集，若是则更新当前最优一致集；更新当前错误概率p，若p大于允许的最小错误概率则重复上述步骤继续迭代，直到当前错误概率p小于最小错误概率。从而，最后可以求出最优的变换矩阵，作为第二变换矩阵，并且得到满足第二变换矩阵的最佳点作为第三坐标点。可以理解的是，第三坐标点可以是第一摄像头拍摄的第一图像对应的第一反向投影图中白色区域中的坐标点。

步骤S124：基于所述第三坐标点、所述第二变换矩阵以及预设模型获取所述飞鼠在所述预设位置的第二横坐标、第二纵坐标以及第一竖坐标。

然后，基于第二变换矩阵，求出第三坐标点对应的另一摄像头对应的反向投影图中的飞鼠对应的点。再基于预设模型可以求出飞鼠的坐标。预设模型的示意图可以参见图4，预设模型为双目摄像头拍摄的图像的位置关系对应的模型。其中，左相机可以为第一摄像头，右相机可以为第二摄像头，左视图可以为第一图像，右视图可以为第二图像，B为第一摄像头的光心与第二摄像头的光心之间的距离，点P为飞鼠，P_left为飞鼠在第一图像中的点，P_right为飞鼠在第二图像中的点，X_left为第一图像中飞鼠的横向坐标，X_right为第二图像中飞鼠的横向坐标，Y为纵向坐标，第一图像中飞鼠的纵向坐标与第二图像中飞鼠的纵向坐标一致，原点为第一图像中的O_L，D为视差，即X_right-X_left，f为焦距。根据三角几何关系：

从而，可以根据代入第三坐标点计算出飞鼠即点P的第二横坐标、第二纵坐标以及第一竖坐标，即得到由第二横坐标、第二纵坐标以及第一竖坐标构成的第一空间坐标。

步骤S125：重复所述获取所述双目摄像头的第一摄像头以及第二摄像头分别采集的所述飞鼠在一所述预设位置的第一图像以及第二图像的步骤，至所述基于所述第三坐标点、所述第二变换矩阵以及预设模型获取所述飞鼠在所述预设位置的第二横坐标、第二纵坐标以及第一竖坐标的步骤，获得所述飞鼠在所述多个预设位置的第二横坐标、第二纵坐标以及第一竖坐标构成的第一空间坐标。

在每个预设位置处，重复步骤S121-步骤S124，则可以获得在每个预设位置的飞鼠的第一空间坐标，从而获得飞鼠在多个预设位置分别对应的多个第一空间坐标。

步骤S130：基于第一预设算法获得多个所述第一平面坐标以及多个所述第一空间坐标对应的多个第一位置坐标。

在获得飞鼠在多个预设位置分别对应的第一平面坐标以及第一空间坐标以后，再对第一平面坐标以及第一空间坐标的横向坐标以及纵向坐标进行校正。

具体的，述第一平面坐标包括第一横坐标以及第一纵坐标，所述第一空间坐标包括第二横坐标、第二纵坐标以及第一竖坐标。请参见图5，步骤S130可以包括：

步骤S131：基于预设坐标校正算法获得所述多个所述第一横坐标以及多个所述第一纵坐标，与多个所述第二横坐标以及多个所述第二纵坐标的校正函数。

具体的，步骤S131可以包括：基于预设特征匹配算法获得多个所述第一横坐标以及多个所述纵坐标构成的第一集合映射到多个所述第二横坐标以及多个所述第二纵坐标构成的第二集合的第一变换矩阵；获取所述第二集合经过所述第一变换矩阵映射的第三集合与所述第二集合的差值集合；利用最小二乘法对所述差值集合的平方求偏导，获得偏差最小的差值点对应的第一横坐标与第一纵坐标构成的第一坐标点，以及第二横坐标与第二纵坐标构成的第二坐标点；基于所述第一坐标点以及所述第二坐标点生成第一拟合直线函数作为所述校正函数。基于预设特征匹配算法获得多个所述第一横坐标以及多个所述纵坐标构成的第一集合映射到多个所述第二横坐标以及多个所述第二纵坐标构成的第二集合的第一变换矩阵；获取所述第二集合经过所述第一变换矩阵映射的第三集合与所述第二集合的差值集合；利用最小二乘法对所述差值集合的平方求偏导，获得偏差最小的差值点对应的第一横坐标与第一纵坐标构成的第一坐标点，以及第二横坐标与第二纵坐标构成的第二坐标点；基于所述第一坐标点以及所述第二坐标点生成第一拟合直线函数作为所述校正函数。

在本发明实施例中，预设特征匹配算法可以是RANSAC算法。当然，具体的预设特征匹配算法在本发明实施例中并不作为限定。

步骤S132：基于所述校正函数对所述对多个所述第一横坐标、多个所述第一纵坐标、多个所述第二横坐标以及多个所述第二纵坐标进行校正，获得所述飞鼠在多个预设位置处的第三横坐标以及第三纵坐标。

在获得校正函数后，再根据为第一拟合直线函数的校正函数对多个第一横坐标、多个第一纵坐标、多个第二横坐标以及多个第二纵坐标进行校正。具体的，同一第一空间坐标中的第二横坐标以及第二纵坐标可以构成第二平面坐标。然后再取靠近所述第一拟合直线函数对应的直线的点，从而可以获得第一平面坐标以及第二平面坐标中校正后剩下的平面坐标，每个剩下的平面坐标中的横坐标以及纵坐标分别作为第三横坐标以及第三纵坐标，即获得飞鼠在多个预设位置处的第三横坐标以及第三纵坐标。

步骤S133：基于多个所述第三横坐标、多个所述第三纵坐标以及多个所述第一竖坐标生成所述飞鼠在多个预设位置处的第一位置坐标。

然后根据飞鼠在每个预设位置的第三横坐标、第三纵坐标以及第一竖坐标，生成飞鼠在每个预设位置处的第一位置坐标。从而可以获得飞鼠在多个预设位置处的第一位置坐标，并且第一位置坐标中包括有横坐标、纵坐标以及竖坐标。另外，横坐标以及纵坐标是根据飞鼠自身陀螺仪数据以及基于双目摄像头拍摄的图像获得的定位数据进行校正后获得的，具有较高地可靠性。

步骤S140：基于所述多个第一位置坐标以及多个所述姿态角数据生成所述飞鼠在所述多个预设位置分别对应的第二位置数据。

在获得包括横坐标、纵坐标以及竖坐标的第一位置坐标后，再基于飞鼠自身陀螺仪传感器测定的姿态角数据，可以获得飞鼠在每个预设位置处第二位置数据，即获得飞鼠最终的六个自由度α，β，γ，x，y，z。

第二实施例

本发明第二实施例提供了一种姿态定位装置200，请参见图6，该姿态定位装置200包括第一数据获取模块210、第二数据获取模块220、处理模块230以及数据生成模块240。其中，所述第一数据获取模块210用于获取飞鼠的传感器测定的所述飞鼠在多个预设位置分别对应的多个第一位置数据，所述第一位置数据包括姿态角数据以及第一平面坐标；所述第二数据获取模块220用于根据双目摄像头采集的所述飞鼠在所述多个预设位置的位置图像获得所述飞鼠在所述多个预设位置分别对应的多个第一空间坐标；所述处理模块230用于基于第一预设算法获得多个所述第一平面坐标以及多个所述第一空间坐标对应的多个第一位置坐标；所述数据生成模块240用于基于所述多个第一位置坐标以及多个所述姿态角数据生成所述飞鼠在所述多个预设位置分别对应的第二位置数据。

在本发明实施例中，所述第一平面坐标包括第一横坐标以及第一纵坐标，所述第一空间坐标包括第二横坐标、第二纵坐标以及第一竖坐标。请参见图7，所述处理模块230包括校正函数获取单元231、校正单元232以及执行单元233。其中，所述校正函数获取单元231用于基于预设坐标校正算法获得所述多述第一横坐标以及多个所述第一纵坐标，与多个所述第二横坐标以及多个所述第二纵坐标的校正函数；所述校正单元232用于基于所述校正函数对所述对多个所述第一横坐标、多个所述第一纵坐标、多个所述第二横坐标以及多个所述第二纵坐标进行校正，获得所述飞鼠在多个预设位置处的第三横坐标以及第三纵坐标；所述执行单元233用于基于多个所述第三横坐标、多个所述第三纵坐标以及多个所述第一竖坐标生成所述飞鼠在多个预设位置处的第一位置坐标。

进一步的，所述校正函数获取单元231包括第一校正函数获取子单元、第二校正函数获取子单元、第三校正函数获取子单元以及第四校正函数获取子单元。其中，所述第一校正函数获取子单元用于基于预设特征匹配算法获得多个所述第一横坐标以及多个所述纵坐标构成的第一集合映射到多个所述第二横坐标以及多个所述第二纵坐标构成的第二集合的第一变换矩阵；所述第二校正函数获取子单元用于获取所述第二集合经过所述第一变换矩阵映射的第三集合与所述第二集合的差值集合；所述第三校正函数获取子单元用于利用最小二乘法对所述差值集合的平方求偏导，获得偏差最小的差值点对应的第一横坐标与第一纵坐标构成的第一坐标点，以及第二横坐标与第二纵坐标构成的第二坐标点；所述第四校正函数获取子单元用于基于所述第一坐标点以及所述第二坐标点生成第一拟合直线函数作为所述校正函数。

在本发明实施例中，请参见图8，所述第二数据获取模块220包括图像获取单元221、图像处理单元222、匹配处理单元223以及坐标获取单元224。其中，所述图像获取单元221用于获取所述双目摄像头的第一摄像头以及第二摄像头分别采集的所述飞鼠在一所述预设位置的第一图像以及第二图像；所述图像处理单元222用于获取所述第一图像对应的第一反向投影图以及所述第二图像对应的第二反向投影图，所述第一反向投影图以及所述第二反向投影图中包括所述飞鼠对应的区域；所述匹配处理单元223用于根据第二预设算法获取所述第一反向投影图以及所述第二反向投影图中所述飞鼠对应的区域中的坐标点对应的第二变换矩阵以及满足所述第二变换矩阵的第三坐标点；所述坐标获取单元224用于基于所述第三坐标点、所述第二变换矩阵以及预设模型获取所述飞鼠在所述预设位置的第二横坐标、第二纵坐标以及第一竖坐标。

进一步的，所述图像获取单元221包括第一图像获取子单元、第二图像获取子单元以及第三图像获取子单元。其中，所述第一图像获取子单元用于控制所述第一摄像头以及第二摄像头获取所述飞鼠的第三图像以及第四图像；所述第二图像获取子单元用于获取所述第三图像以及所述第四图像分别对应的第一框选图像以及第二框选图像，所述第一框选图像以及所述第二框选图像为所述飞鼠对应的框选区域对应的图像；所述第三图像获取子单元用于当所述第一摄像头以及所述第二摄像头分别采集的所述飞鼠在所述预设位置的图像分别与所述第一框选图像以及所述第二框选图像匹配，则将所述第一摄像头采集的图像作为第一图像，所述第二摄像头采集的图像作为第二图像。

第三实施例

本发明第三实施例提供了一种电子设备100，请参见图1，该电子设备100包括存储器102和处理器106，所述存储器102耦接到所述处理器106，所述存储器102存储指令，当所述指令由所述处理器106执行时使所述处理器106执行以下操作：获取飞鼠的传感器测定的所述飞鼠在多个预设位置分别对应的多个第一位置数据，所述第一位置数据包括姿态角数据以及第一平面坐标；根据双目摄像头采集的所述飞鼠在所述多个预设位置的位置图像获得所述飞鼠在所述多个预设位置分别对应的多个第一空间坐标；基于第一预设算法获得多个所述第一平面坐标以及多个所述第一空间坐标对应的多个第一位置坐标；基于所述多个第一位置坐标以及多个所述姿态角数据生成所述飞鼠在所述多个预设位置分别对应的第二位置数据。

综上所述，本发明实施例提供的姿态定位方法、装置及电子设备，通过获取飞鼠的传感器测定的飞鼠在多个预设位置分别对应的多个第一位置数据，第一位置数据包括姿态角数据以及第一平面坐标；然后根据双目摄像头采集的飞鼠在多个预设位置的位置图像获得飞鼠在多个预设位置分别对应的多个第一空间坐标；再基于第一预设算法获得多个第一平面坐标以及多个第一空间坐标对应的多个第一位置坐标；最后基于多个第一位置坐标以及多个姿态角数据生成飞鼠在多个预设位置分别对应的第二位置数据。从而，可以获得飞鼠对应的三维姿态数据，以解决不能获取到飞鼠的三维姿态定位数据的问题。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种姿态定位方法，其特征在于，所述方法包括：

获取飞鼠的传感器测定的所述飞鼠在多个预设位置分别对应的多个第一位置数据，所述第一位置数据包括姿态角数据以及第一平面坐标；

根据双目摄像头采集的所述飞鼠在所述多个预设位置的位置图像获得所述飞鼠在所述多个预设位置分别对应的多个第一空间坐标；

基于第一预设算法获得多个所述第一平面坐标以及多个所述第一空间坐标对应的多个第一位置坐标；

基于所述多个第一位置坐标以及多个所述姿态角数据生成所述飞鼠在所述多个预设位置分别对应的第二位置数据；

其中，所述第一平面坐标包括第一横坐标以及第一纵坐标，所述第一空间坐标包括第二横坐标、第二纵坐标以及第一竖坐标，所述基于第一预设算法获得多个所述第一平面坐标以及多个所述第一空间坐标对应的多个第一位置坐标，包括：基于预设坐标校正算法获得所述多个所述第一横坐标以及多个所述第一纵坐标，与多个所述第二横坐标以及多个所述第二纵坐标的校正函数；基于所述校正函数对多个所述第一横坐标、多个所述第一纵坐标、多个所述第二横坐标以及多个所述第二纵坐标进行校正，获得所述飞鼠在多个预设位置处的第三横坐标以及第三纵坐标；基于多个所述第三横坐标、多个所述第三纵坐标以及多个所述第一竖坐标生成所述飞鼠在多个预设位置处的第一位置坐标；

其中，所述基于预设坐标校正算法获得所述多个所述第一横坐标以及多个所述第一纵坐标，与多个所述第二横坐标以及多个所述第二纵坐标的校正函数，包括：基于预设特征匹配算法获得多个所述第一横坐标以及多个所述纵坐标构成的第一集合映射到多个所述第二横坐标以及多个所述第二纵坐标构成的第二集合的第一变换矩阵；获取所述第二集合经过所述第一变换矩阵映射的第三集合与所述第二集合的差值集合；利用最小二乘法对所述差值集合的平方求偏导，获得偏差最小的差值点对应的第一横坐标与第一纵坐标构成的第一坐标点，以及第二横坐标与第二纵坐标构成的第二坐标点；基于所述第一坐标点以及所述第二坐标点生成第一拟合直线函数作为所述校正函数；其中，所述预设特征匹配算法为RANSAC算法。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据双目摄像头采集的所述飞鼠在所述多个预设位置的位置图像获得所述飞鼠在所述多个预设位置分别对应的多个第一空间坐标，包括：

获取所述双目摄像头的第一摄像头以及第二摄像头分别采集的所述飞鼠在一所述预设位置的第一图像以及第二图像；

获取所述第一图像对应的第一反向投影图以及所述第二图像对应的第二反向投影图，所述第一反向投影图以及所述第二反向投影图中包括所述飞鼠对应的区域；

根据第二预设算法获取所述第一反向投影图以及所述第二反向投影图中所述飞鼠对应的区域中的坐标点对应的第二变换矩阵以及满足所述第二变换矩阵的第三坐标点；

基于所述第三坐标点、所述第二变换矩阵以及预设模型获取所述飞鼠在所述预设位置的第二横坐标、第二纵坐标以及第一竖坐标；

重复所述获取所述双目摄像头的第一摄像头以及第二摄像头分别采集的所述飞鼠在一所述预设位置的第一图像以及第二图像的步骤，至所述基于所述第三坐标点、所述第二变换矩阵以及预设模型获取所述飞鼠在所述预设位置的第二横坐标、第二纵坐标以及第一竖坐标的步骤，获得所述飞鼠在所述多个预设位置的第二横坐标、第二纵坐标以及第一竖坐标构成的第一空间坐标。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取所述双目摄像头的第一摄像头以及第二摄像头分别采集的所述飞鼠在一所述预设位置的第一图像以及第二图像，包括：

控制所述第一摄像头以及第二摄像头获取所述飞鼠的第三图像以及第四图像；

获取所述第三图像以及所述第四图像分别对应的第一框选图像以及第二框选图像，所述第一框选图像以及所述第二框选图像为所述飞鼠对应的框选区域对应的图像；

当所述第一摄像头以及所述第二摄像头分别采集的所述飞鼠在所述预设位置的图像分别与所述第一框选图像以及所述第二框选图像匹配，则将所述第一摄像头采集的图像作为第一图像，所述第二摄像头采集的图像作为第二图像。

4.一种姿态定位装置，其特征在于，所述装置包括：第一数据获取模块、第二数据获取模块、处理模块以及数据生成模块，其中，

所述第一数据获取模块用于获取飞鼠的传感器测定的所述飞鼠在多个预设位置分别对应的多个第一位置数据，所述第一位置数据包括姿态角数据以及第一平面坐标；

所述第二数据获取模块用于根据双目摄像头采集的所述飞鼠在所述多个预设位置的位置图像获得所述飞鼠在所述多个预设位置分别对应的多个第一空间坐标；

所述处理模块用于基于第一预设算法获得多个所述第一平面坐标以及多个所述第一空间坐标对应的多个第一位置坐标；

所述数据生成模块用于基于所述多个第一位置坐标以及多个所述姿态角数据生成所述飞鼠在所述多个预设位置分别对应的第二位置数据；

其中，所述第一平面坐标包括第一横坐标以及第一纵坐标，所述第一空间坐标包括第二横坐标、第二纵坐标以及第一竖坐标，所述处理模块包括校正函数获取单元、校正单元以及执行单元，其中，所述校正函数获取单元用于基于预设坐标校正算法获得所述多个所述第一横坐标以及多个所述第一纵坐标，与多个所述第二横坐标以及多个所述第二纵坐标的校正函数；所述校正单元用于基于所述校正函数对多个所述第一横坐标、多个所述第一纵坐标、多个所述第二横坐标以及多个所述第二纵坐标进行校正，获得所述飞鼠在多个预设位置处的第三横坐标以及第三纵坐标；所述执行单元用于基于多个所述第三横坐标、多个所述第三纵坐标以及多个所述第一竖坐标生成所述飞鼠在多个预设位置处的第一位置坐标；

其中，所述校正函数获取单元包括第一校正函数获取子单元、第二校正函数获取子单元、第三校正函数获取子单元以及第四校正函数获取子单元，其中，所述第一校正函数获取子单元用于基于预设特征匹配算法获得多个所述第一横坐标以及多个所述纵坐标构成的第一集合映射到多个所述第二横坐标以及多个所述第二纵坐标构成的第二集合的第一变换矩阵；所述第二校正函数获取子单元用于获取所述第二集合经过所述第一变换矩阵映射的第三集合与所述第二集合的差值集合；所述第三校正函数获取子单元用于利用最小二乘法对所述差值集合的平方求偏导，获得偏差最小的差值点对应的第一横坐标与第一纵坐标构成的第一坐标点，以及第二横坐标与第二纵坐标构成的第二坐标点；所述第四校正函数获取子单元用于基于所述第一坐标点以及所述第二坐标点生成第一拟合直线函数作为所述校正函数；其中，所述预设特征匹配算法为RANSAC算法。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第二数据获取模块包括图像获取单元、图像处理单元、匹配处理单元以及坐标获取单元，其中，

所述图像获取单元用于获取所述双目摄像头的第一摄像头以及第二摄像头分别采集的所述飞鼠在一所述预设位置的第一图像以及第二图像；

所述图像处理单元用于获取所述第一图像对应的第一反向投影图以及所述第二图像对应的第二反向投影图，所述第一反向投影图以及所述第二反向投影图中包括所述飞鼠对应的区域；

所述匹配处理单元用于根据第二预设算法获取所述第一反向投影图以及所述第二反向投影图中所述飞鼠对应的区域中的坐标点对应的第二变换矩阵以及满足所述第二变换矩阵的第三坐标点；

所述坐标获取单元用于基于所述第三坐标点、所述第二变换矩阵以及预设模型获取所述飞鼠在所述预设位置的第二横坐标、第二纵坐标以及第一竖坐标。

6.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器耦接到所述处理器，所述存储器存储指令，当所述指令由所述处理器执行时使所述处理器执行以下操作：

获取飞鼠的传感器测定的所述飞鼠在多个预设位置分别对应的多个第一位置数据，所述第一位置数据包括姿态角数据以及第一平面坐标；

根据双目摄像头采集的所述飞鼠在所述多个预设位置的位置图像获得所述飞鼠在所述多个预设位置分别对应的多个第一空间坐标；

基于第一预设算法获得多个所述第一平面坐标以及多个所述第一空间坐标对应的多个第一位置坐标；

基于所述多个第一位置坐标以及多个所述姿态角数据生成所述飞鼠在所述多个预设位置分别对应的第二位置数据；

其中，所述第一平面坐标包括第一横坐标以及第一纵坐标，所述第一空间坐标包括第二横坐标、第二纵坐标以及第一竖坐标，所述基于第一预设算法获得多个所述第一平面坐标以及多个所述第一空间坐标对应的多个第一位置坐标，包括：基于预设坐标校正算法获得所述多个所述第一横坐标以及多个所述第一纵坐标，与多个所述第二横坐标以及多个所述第二纵坐标的校正函数；基于所述校正函数对多个所述第一横坐标、多个所述第一纵坐标、多个所述第二横坐标以及多个所述第二纵坐标进行校正，获得所述飞鼠在多个预设位置处的第三横坐标以及第三纵坐标；基于多个所述第三横坐标、多个所述第三纵坐标以及多个所述第一竖坐标生成所述飞鼠在多个预设位置处的第一位置坐标；

其中，所述基于预设坐标校正算法获得所述多个所述第一横坐标以及多个所述第一纵坐标，与多个所述第二横坐标以及多个所述第二纵坐标的校正函数，包括：基于预设特征匹配算法获得多个所述第一横坐标以及多个所述纵坐标构成的第一集合映射到多个所述第二横坐标以及多个所述第二纵坐标构成的第二集合的第一变换矩阵；获取所述第二集合经过所述第一变换矩阵映射的第三集合与所述第二集合的差值集合；利用最小二乘法对所述差值集合的平方求偏导，获得偏差最小的差值点对应的第一横坐标与第一纵坐标构成的第一坐标点，以及第二横坐标与第二纵坐标构成的第二坐标点；基于所述第一坐标点以及所述第二坐标点生成第一拟合直线函数作为所述校正函数；其中，所述预设特征匹配算法为RANSAC算法。

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