CN109977784B - 用于获取信息的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例公开了用于获取信息的方法及装置。该方法的一具体实施方式包括：获取指定空间的图像序列和与图像序列对应的空间状态信息序列，其中，空间状态信息用于表征图像采集设备在指定空间内按照指定轨迹获取图像序列时的空间重力信息和空间角度信息；通过特征点库确定图像序列中的图像的初始特征点，其中，特征点库包含了指定空间的空间三维特征点；通过空间状态信息序列和初始特征点计算得到姿态信息，姿态信息用于表征图像采集设备在获取上述图像序列时的空间位置信息和空间角度信息。该实施方式能够根据图像序列获取图像采集设备在指定空间内的姿态信息，有利于提高在指定空间内对图像采集设备的定位精度。

Description

用于获取信息的方法及装置

技术领域

本公开的实施例涉及视觉定位技术领域，具体涉及用于获取信息的方法及装置。

背景技术

全球定位系统(Global positioning system，GPS)能够在室外或信号较好的场景进行定位操作。对于室内或信号被干扰的场合，全球定位系统通常无法进行准确定位。视觉定位服务(visual positioning service，VPS)是使用图像采集设备获取视觉信息来进行定位的技术。它将采集的图像信息与地图数据库中的数据进行匹配，确定当前的观测位置。与当前占主导地位的GPS相比较，它不依赖卫星信号进行定位，可以在GPS无法工作的场合提供基于位置服务，比如无法接收GPS信号的室内场景。

发明内容

本公开的实施例提出了用于获取信息的方法及装置。

第一方面，本公开的实施例提供了一种用于获取信息的方法，该方法包括：获取指定空间的图像序列和与上述图像序列对应的空间状态信息序列，其中，空间状态信息用于表征图像采集设备在上述指定空间内按照指定轨迹获取图像序列时的空间重力信息和空间角度信息；通过特征点库确定上述图像序列中的图像的初始特征点，其中，上述特征点库包含了上述指定空间的空间三维特征点；通过上述空间状态信息序列和初始特征点计算得到姿态信息，上述姿态信息用于表征上述图像采集设备在获取上述图像序列时的空间位置信息和空间角度信息。

在一些实施例中，上述通过特征点库确定上述图像序列中的图像的初始特征点，包括：对于上述图像序列中的图像，从该图像中提取至少一个图像特征点，分别将上述至少一个图像特征点中的图像特征点与上述特征点库内的空间三维特征点进行匹配，得到对应该图像的至少一个初始特征点。

在一些实施例中，上述通过上述空间状态信息序列和初始特征点计算得到姿态信息，包括：获取上述图像序列中每个图像对应的上述图像采集设备的初始空间位置信息，得到对应上述图像序列的初始空间位置信息序列；从上述初始空间位置信息序列内的初始空间位置信息中确定出目标空间位置信息，基于上述目标空间位置信息确定出目标角度信息，通过上述目标空间位置信息和目标角度信息构建姿态信息。

在一些实施例中，上述获取上述图像序列中每个图像对应的上述图像采集设备的初始空间位置信息，包括：对于目标图像中至少一个初始特征点中的初始特征点，以该初始特征点位圆心，并通过对应该图像的空间状态信息计算对应上述圆心的初始半径，得到水平面方向的一个初始圆；将对应至少一个初始特征点的至少一个初始圆标记在坐标系内，确定上述至少一个初始圆的至少一个交点；将上述至少一个交点中的、对应初始圆的数量最多的交点设置为目标交点；根据上述目标交点对应的目标圆确定上述至少一个初始特征点中的至少一个目标特征点；将上述至少一个目标特征点标记在空间坐标系中，确定对应上述目标图像的初始空间位置信息。

在一些实施例中，上述从上述初始空间位置信息序列内的初始空间位置信息中确定出目标空间位置信息，包括：将上述初始空间位置信息序列内的初始空间位置信息对应的空间点标记在空间坐标系内，并确定初始空间位置信息在空间坐标系内的最高密度分布区；对上述最高分布区内的初始空间位置信息进行拟合，得到目标空间位置信息。

在一些实施例中，上述基于上述目标空间位置信息确定出目标角度信息，包括：确定上述目标空间位置信息对应的基准图像，并获取上述基准图像的至少一个目标特征点；通过上述空间状态信息序列包含的空间重力信息和上述基准图像的至少一个目标特征点确定上述图像采集设备在上述指定空间内的基准位置；获取上述至少一个目标特征点中每个目标特征点相对于上述基准位置的初始角度，得到初始角度集合；对上述初始角度集合内的初始角度进行拟合，得到目标角度信息。

第二方面，本公开的实施例提供了一种用于获取信息的装置，该装置包括：信息获取单元，被配置成获取指定空间的图像序列和与上述图像序列对应的空间状态信息序列，其中，空间状态信息用于表征图像采集设备在上述指定空间内按照指定轨迹获取图像序列时的空间重力信息和空间角度信息；初始特征点确定单元，被配置成通过特征点库确定上述图像序列中的图像的初始特征点，其中，上述特征点库包含了上述指定空间的空间三维特征点；姿态信息获取单元，被配置成通过上述空间状态信息序列和初始特征点计算得到姿态信息，上述姿态信息用于表征上述图像采集设备在获取上述图像序列时的空间位置信息和空间角度信息。

在一些实施例中，上述初始特征点确定单元包括：初始特征点确定子单元，对于上述图像序列中的图像，被配置成从该图像中提取至少一个图像特征点，分别将上述至少一个图像特征点中的图像特征点与上述特征点库内的空间三维特征点进行匹配，得到对应该图像的至少一个初始特征点。

在一些实施例中，上述姿态信息获取单元包括：初始空间位置信息获取子单元，被配置成获取上述图像序列中每个图像对应的上述图像采集设备的初始空间位置信息，得到对应上述图像序列的初始空间位置信息序列；姿态信息获取子单元，被配置成从上述初始空间位置信息序列内的初始空间位置信息中确定出目标空间位置信息，基于上述目标空间位置信息确定出目标角度信息，通过上述目标空间位置信息和目标角度信息构建姿态信息。

在一些实施例中，上述初始空间位置信息获取子单元包括：初始圆获取模块，对于目标图像中至少一个初始特征点中的初始特征点，被配置成以该初始特征点位圆心，并通过对应该图像的空间状态信息计算对应上述圆心的初始半径，得到水平面方向的一个初始圆；交点确定模块，被配置成将对应至少一个初始特征点的至少一个初始圆标记在坐标系内，确定上述至少一个初始圆的至少一个交点；目标交点设置模块，被配置成将上述至少一个交点中的、对应初始圆的数量最多的交点设置为目标交点；目标特征点确定模块，被配置成根据上述目标交点对应的目标圆确定上述至少一个初始特征点中的至少一个目标特征点；初始空间位置信息获取模块，被配置成将上述至少一个目标特征点标记在空间坐标系中，确定对应上述目标图像的初始空间位置信息。

在一些实施例中，上述姿态信息获取子单元包括：最高密度分布区确定模块，被配置成将上述初始空间位置信息序列内的初始空间位置信息对应的空间点标记在空间坐标系内，并确定初始空间位置信息在空间坐标系内的最高密度分布区；目标空间位置信息拟合模块，被配置成对上述最高分布区内的初始空间位置信息进行拟合，得到目标空间位置信息。

在一些实施例中，上述姿态信息获取子单元包括：信息获取模块，被配置成确定上述目标空间位置信息对应的基准图像，并获取上述基准图像的至少一个目标特征点；基准位置确定模块，被配置成通过上述空间状态信息序列包含的空间重力信息和上述基准图像的至少一个目标特征点确定上述图像采集设备在上述指定空间内的基准位置；初始角度获取模块，被配置成获取上述至少一个目标特征点中每个目标特征点相对于上述基准位置的初始角度，得到初始角度集合；目标角度信息获取模块，被配置成对上述初始角度集合内的初始角度进行拟合，得到目标角度信息。

第三方面，本公开的实施例提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器，其上存储有一个或多个程序，当上述一个或多个程序被上述一个或多个处理器执行时，使得上述一个或多个处理器执行上述第一方面的用于获取信息的方法。

第四方面，本公开的实施例提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现上述第一方面的用于获取信息的方法。

本公开的实施例提供的用于获取信息的方法及装置，首先获取指定空间的图像序列和与上述图像序列对应的空间状态信息序列，其中，空间状态信息用于表征图像采集设备在上述指定空间内按照指定轨迹获取图像序列时的空间重力信息和空间角度信息；然后通过特征点库确定上述图像序列中的图像的初始特征点；最后通过上述空间状态信息序列和初始特征点计算上述图像采集设备在获取上述图像序列时对应的姿态信息。本申请技术方案能够根据图像序列获取图像采集设备在指定空间内的姿态信息，有利于提高在指定空间内对图像采集设备的定位精度。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本公开的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本公开的一个实施例可以应用于其中的示例性系统架构图；

图2是根据本公开的用于获取信息的方法的一个实施例的流程图；

图3是根据本公开的用于获取信息的方法的一个应用场景的示意图；

图4是根据本公开的用于获取信息的方法的又一个实施例的流程图；

图5是根据本公开的用于获取信息的装置的一个实施例的结构示意图；

图6是适于用来实现本公开的实施例的电子设备结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。

图1示出了可以应用本公开的实施例的用于获取信息的方法或用于获取信息的装置的示例性系统架构100。

如图1所示，系统架构100可以包括终端设备101、102、103，网络104和服务器105。网络104用以在终端设备101、102、103和服务器105之间提供通信链路的介质。网络104可以包括各种连接类型，例如有线、无线通信链路或者光纤电缆等等。

用户可以使用终端设备101、102、103通过网络104与服务器105交互，以接收或发送消息等。终端设备101、102、103上可以安装有各种数据处理应用，例如图像采集应用、图像发送应用、惯性测量单元、数据计算应用、图像显示应用等。

终端设备101、102、103可以是硬件，也可以是软件。当终端设备101、102、103为硬件时，可以是具有显示屏并且支持图像采集的各种电子设备，包括但不限于智能手机、平板电脑、膝上型便携计算机和台式计算机等等。当终端设备101、102、103为软件时，可以安装在上述所列举的电子设备中。其可以实现成多个软件或软件模块(例如用来提供分布式服务)，也可以实现成单个软件或软件模块，在此不做具体限定。

服务器105可以是提供各种服务的服务器，例如对终端设备101、102、103发来的图像序列和空间状态信息序列进行数据处理的服务器。服务器可以对接收到的图像序列和空间状态信息序列等数据进行分析等处理，并计算得到终端设备101、102、103的姿态信息。

需要说明的是，本公开的实施例所提供的用于获取信息的方法可以由终端设备101、102、103单独执行，或者也可以由终端设备101、102、103和服务器105共同执行。相应地，用于获取信息的装置可以设置于终端设备101、102、103中，也可以设置于服务器105中。

需要说明的是，服务器可以是硬件，也可以是软件。当服务器为硬件时，可以实现成多个服务器组成的分布式服务器集群，也可以实现成单个服务器。当服务器为软件时，可以实现成多个软件或软件模块(例如用来提供分布式服务)，也可以实现成单个软件或软件模块，在此不做具体限定。

应该理解，图1中的终端设备、网络和服务器的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的终端设备、网络和服务器。

继续参考图2，示出了根据本公开的用于获取信息的方法的一个实施例的流程200。该用于获取信息的方法包括以下步骤：

步骤201，获取指定空间的图像序列和与上述图像序列对应的空间状态信息序列。

在本实施例中，用于获取信息的方法的执行主体(例如图1所示的终端设备101、102、103和/或服务器105)可以通过有线连接方式或者无线连接方式获取指定空间的图像序列和与上述图像序列对应的空间状态信息序列。其中，指定空间可以是室内、桥下等不易通过GPS信号进行定位的控件。指定空间内可以有多个物体，以便后续通过图像提取对应物体的特征点。需要指出的是，上述无线连接方式可以包括但不限于3G/4G连接、WiFi连接、蓝牙连接、WiMAX连接、Zigbee连接、UWB(ultra wideband)连接、以及其他现在已知或将来开发的无线连接方式。

目前，视觉定位服务方法包括图像检索的方法、基于特征点匹配的重定位方法等方法。这些视觉定位服务方法通常需要先进行图像的特征点提取，并与地图数据库中的特征点进行匹配，在匹配结果的基础上进行后续处理进行重定位。但是，地图数据库中的海量特征点给匹配造成了很大的挑战。在完全没有位置先验信息的情况下，往往获产生大量的错误匹配点，正确的匹配点在全部匹配结果中的比例可能仅仅只有百分之一左右。这是造成视觉定位服务方法定位失败与错误的主要原因之一。通过提供图像采集设备位置的先验信息可以有效的减少匹配的搜索范围，避免与位置不一致的特征点进行匹配。GPS是提供位置先验的方式之一，但GPS通常在室内无法正常工作，或定位准确性较低。

本申请的执行主体可以获取指定空间的图像序列和与上述图像序列对应的空间状态信息序列。其中，图像序列可以是图像采集设备(例如可以是摄像头等)在指定空间内按照指定轨迹运动时获取的，包含了至少两张图像。图像序列内的图像可以表征图像采集设备获取图像时在指定空间内的位置和方向。空间状态信息可以用于表征图像采集设备在上述指定空间内按照指定轨迹获取图像序列时的空间重力信息和空间角度信息。其中，空间重力信息可以是通过空间角度信息和空间加速度信息等计算得到的重力方向信息。空间状态信息可以通过惯性测量器件等器件测得。

步骤202，通过特征点库确定上述图像序列中的图像的初始特征点。

得到图像序列后，执行主体可以对图像序列内的图像进行特征提取，得到对应图像的多个特征点。特征点能够表征指定空间的空间结构和图像采集设备与指定空间之间的相对位置关系。执行主体可以将对应图像的多个特征点与特征点库内的特征点库进行匹配，进而从特征点库中选出初始特征点。其中，上述特征点库包含了上述指定空间的空间三维特征点，这些空间三维特征点可以是预先测得的准确的空间三维位置信息。空间三维特征点例如可以是指定空间内物体的空间三维坐标，指定空间内的墙、屋顶等的空间三维坐标等。

在本实施例的一些可选的实现方式中，上述通过特征点库确定上述图像序列中的图像的初始特征点，可以包括：对于上述图像序列中的图像，从该图像中提取至少一个图像特征点，分别将上述至少一个图像特征点中的图像特征点与上述特征点库内的空间三维特征点进行匹配，得到对应该图像的至少一个初始特征点。

图像序列内包含了多个图像，图像包含的图像内容可以不同。对于每一张图像而言，执行主体可以图像中提取至少一个图像特征点。图像特征点可以是执行主体提取的指定空间内物体(例如可以是墙、屋顶等)的像素点。然后，执行主体可以获取该指定空间的特征点库，并通过图像特征点与特征点库内的空间三维特征点进行匹配，得到对应图像特征点的初始特征点。如此，可以将图像特征点转换为空间三维特征点。需要说明的是，由于图像采集设备采集的图像通常是二维信息，在通过图像内的图像特征点匹配到初始特征点的过程中可能出现错误。即，虽然特征点库内的空间三维特征点能够准确标记指定空间。但是，由于在将图像特征点匹配到的初始特征点的过程中可能出现匹配错误。因此，此时得到的至少一个初始特征点中，有与图像特征点实际对应的正确的初始特征点，也可能存在匹配错误的初始特征点。并且，一个图像特征点可以匹配到多个初始特征点。

步骤203，通过上述空间状态信息序列和初始特征点计算得到姿态信息。

初始特征点为指定空间内准确的空间三维特征点，结合空间状态信息序列，就可以计算得到图像采集设备在获取上述图像序列时对应的姿态信息。之后，通过姿态信息可以确定图像采集设备在指定空间内对应时刻的准确位置和方向。如此，可以将图像采集设备在对应时刻的位置和方向作为在指定空间的先验信息，进而实现后续对图像采集设备在指定空间的位置和方向的准确定位。其中，上述姿态信息可以用于表征上述图像采集设备在获取上述图像序列时的空间位置信息和空间角度信息。

继续参见图3，图3是根据本实施例的用于获取信息的方法的应用场景的一个示意图。在图3的应用场景中，用户可以通过终端设备102在指定空间A内沿指定轨迹运动，并通过终端设备102获取到图像序列和与图像序列对应的空间状态信息序列；之后，终端设备102可以通过特征点库确定图像序列中的图像的初始特征点；最后，终端设备102可以通过空间状态信息序列和初始特征点计算得到姿态信息。

本公开的上述实施例提供的方法首先获取指定空间的图像序列和与上述图像序列对应的空间状态信息序列，其中，空间状态信息用于表征图像采集设备在上述指定空间内按照指定轨迹获取图像序列时的空间重力信息和空间角度信息；然后通过特征点库确定上述图像序列中的图像的初始特征点；最后通过上述空间状态信息序列和初始特征点计算上述图像采集设备在获取上述图像序列时对应的姿态信息。本申请提供的方法能够根据图像序列获取图像采集设备在指定空间内的姿态信息，有利于提高在指定空间内对图像采集设备的定位精度。

进一步参考图4，其示出了用于获取信息的方法的又一个实施例的流程400。该用于获取信息的方法的流程400，包括以下步骤：

步骤401，获取指定空间的图像序列和与上述图像序列对应的空间状态信息序列。

步骤401的内容与步骤201的内容相同，此处不再一一赘述。

步骤402，通过特征点库确定上述图像序列中的图像的初始特征点。

步骤402的内容与步骤202的内容相同，此处不再一一赘述。

步骤403，通过上述空间状态信息序列和初始特征点计算得到姿态信息，上述姿态信息用于表征上述图像采集设备在获取上述图像序列时的空间位置信息和空间角度信息。

在本实施例的一些可选的实现方式中，上述通过上述空间状态信息序列和初始特征点计算得到姿态信息，可以包括以下步骤：

第一步，获取上述图像序列中每个图像对应的上述图像采集设备的初始空间位置信息，得到对应上述图像序列的初始空间位置信息序列。

图像采集设备在获取图像序列中的图像时，在指定空间内的位置可以不同。执行主体可以对每个图像进行数据处理，以得到对应图像的初始空间位置信息，进而可以得到对应上述图像序列的初始空间位置信息序列。

第二步，从上述初始空间位置信息序列内的初始空间位置信息中确定出目标空间位置信息，基于上述目标空间位置信息确定出目标角度信息，通过上述目标空间位置信息和目标角度信息构建姿态信息。

执行主体可以对初始空间位置信息序列进行数据处理，得到对应目标空间位置信息的目标角度信息。然后，执行主体可以通过目标空间位置信息和目标角度信息构建姿态信息。

在本实施例的一些可选的实现方式中，上述获取上述图像序列中每个图像对应的上述图像采集设备的初始空间位置信息，可以包括以下步骤：

第一步，对于目标图像中至少一个初始特征点中的初始特征点，以该初始特征点位圆心，并通过对应该图像的空间状态信息计算对应上述圆心的初始半径，得到水平面方向的一个初始圆。

由上述描述可知，每张图像可以对应有多个初始特征点。执行主体可以从图像序列中任意选择一张图像作为目标图像。对于每个初始特征点，执行主体可以以该初始特征点位圆心，并通过对应该图像的空间重力信息计算对应上述圆心的初始半径，得到水平面方向的一个初始圆。其中，初始半径可以通过空间重力信息和空间角度信息包含的三维空间角度来确定在水平面的投影，该投影即为初始半径。

第二步，将对应至少一个初始特征点的至少一个初始圆标记在坐标系内，确定上述至少一个初始圆的至少一个交点。

图像是图像采集设备在某一时刻采集的，在该时刻，图像对应的正确的初始特征点与图像采集设备之间的距离是相同的。因此，执行主体可以将对应至少一个初始特征点的至少一个初始圆标记在坐标系内，确定上述至少一个初始圆的至少一个交点。

第三步，将上述至少一个交点中的、对应初始圆的数量最多的交点设置为目标交点。

由上述描述可知，对应某一图像的初始特征点有正确的，也可能有错误的。对于正确的初始特征点，以这些正确的初始特征点得到的初始圆可以存在一个交点，这个交点就是图像采集设备所在的位置。而对于错误的初始特征点，则可能出现多种可能的初始圆，并且通常错误的初始特征点无法得到一个公共的交点。据此，执行主体可以将对应初始圆的数量最多的交点设置为目标交点。

第四步，根据上述目标交点对应的目标圆确定上述至少一个初始特征点中的至少一个目标特征点。

目标交点为图像采集设备所在的位置。则确定目标圆的初始特征点即为目标特征点。即目标特征点为对应图像的正确的空间三维特征点。

第五步，将上述至少一个目标特征点标记在空间坐标系中，确定对应上述目标图像的初始空间位置信息。

目标特征点都是空间三维特征点，将目标特征点标记在空间坐标系中，执行主体可以确定对应上述目标图像的初始空间位置信息。据此，可以得到每个图像对应的初始空间位置信息。通过初始圆的方式只是确定初始空间位置信息的一种方式。实际中，空间角度信息可以表征图像采集设备在空间坐标系的角度关系。通过空间角度信息和图像中初始特征点在空间坐标系中的位置可以确定多个初始特征点到图像采集设备之间的多个平面，多个平面之间交点最多的位置就是该图像对应的采集设备的位置，即初始空间位置信息。

在本实施例的一些可选的实现方式中，上述从上述初始空间位置信息序列内的初始空间位置信息中确定出目标空间位置信息，可以包括以下步骤：

第一步，将上述初始空间位置信息序列内的初始空间位置信息对应的空间点标记在空间坐标系内，并确定初始空间位置信息在空间坐标系内的最高密度分布区。

执行主体可以将初始空间位置信息对应的空间点标记在空间坐标系内，然后通过框选等方式确定空间点标记的分布密度最高的最高密度分布区。其中，框选是选用的框的大小可以根据实际需要而定。

第二步，对上述最高分布区内的初始空间位置信息进行拟合，得到目标空间位置信息。

执行主体可以对最高分布区内的初始空间位置信息进行拟合。例如，当初始空间位置信息对应的空间点在空间坐标系内集中分布时，可以认为图像采集设备在获取相邻图像时位置保持不变；当初始空间位置信息对应的空间点在空间坐标系内沿直线均匀分布时，可以认为图像采集设备在获取相邻图像时沿直线轨迹匀速运动。类似的，还可以确定图像采集设备沿其他类型的轨迹运动。当图像采集设备在获取相邻图像时位置保持不变时，由于图像采集设备的位置没有变化，则目标空间位置信息可以是任意一个空间点；当图像采集设备在获取相邻图像时沿直线轨迹匀速运动或沿其他类型的轨迹运动时，可以对最高分布区内的初始空间位置信息进行拟合，得到目标空间位置信息，进而确定目标空间位置信息。

在本实施例的一些可选的实现方式中，上述基于上述目标空间位置信息确定出目标角度信息，可以包括以下步骤：

第一步，确定上述目标空间位置信息对应的基准图像，并获取上述基准图像的至少一个目标特征点。

目标空间位置信息与图像序列中的某一张图像对应，将该与目标空间位置信息对应的图像设置为基准图像。然后，执行主体可以获取该基准图像的至少一个目标特征点。

第二步，通过上述空间状态信息序列包含的空间重力信息和上述基准图像的至少一个目标特征点确定上述图像采集设备在上述指定空间内的基准位置。

执行主体可以通过对应基准图像的空间重力信息和基准图像的至少一个目标特征点，在三维坐标系中构建多条从目标特征点到基准图像的目标交点的连线，从而确定出基准位置。其中，目标交点可以是图像采集设备在水平方向的位置。之后，执行主体可以根据三维坐标系中目标特征点到目标交点的连线调整目标交点在垂直方向上的位置，进而得到基准位置。

第三步，获取上述至少一个目标特征点中每个目标特征点相对于上述基准位置的初始角度，得到初始角度集合。

得到基准位置后，就可以确定每个目标特征点到基准位置的连线与三维坐标轴之间的夹角，进而得到对应目标特征点的初始角度。其中，初始角度可以包含与三个方向轴之间的角度。

第四步，对上述初始角度集合内的初始角度进行拟合，得到目标角度信息。

由于光线干扰、运动抖动等干扰，初始角度集合得到的角度可能与实际的图像采集设备和图像内特征点之间的角度不同。为此，执行主体可以对上述初始角度集合内的初始角度进行拟合，得到目标角度信息。

图像序列还可以有时间戳，如此，可以确定图像采集设备在指定空间内对应时刻的准确位置和方向，可以将图像采集设备在对应时刻的位置和方向作为在指定空间的先验信息，进而实现后续对图像采集设备在指定空间的位置和方向的准确定位。

进一步参考图5，作为对上述各图所示方法的实现，本公开提供了一种用于获取信息的装置的一个实施例，该装置实施例与图2所示的方法实施例相对应，该装置具体可以应用于各种电子设备中。

如图5所示，本实施例的用于获取信息的装置500可以包括：信息获取单元501初始特征点确定单元502和姿态信息获取单元503。其中，信息获取单元501，被配置成获取指定空间的图像序列和与上述图像序列对应的空间状态信息序列，其中，空间状态信息用于表征图像采集设备在上述指定空间内按照指定轨迹获取图像序列时的空间重力信息和空间角度信息；初始特征点确定单元502被配置成通过特征点库确定上述图像序列中的图像的初始特征点，其中，上述特征点库包含了上述指定空间的空间三维特征点；姿态信息获取单元503被配置成通过上述空间状态信息序列和初始特征点计算得到姿态信息，上述姿态信息用于表征上述图像采集设备在获取上述图像序列时的空间位置信息和空间角度信息。

在本实施例的一些可选的实现方式中，上述初始特征点确定单元502可以包括：初始特征点确定子单元(图中未示出)，对于上述图像序列中的图像，被配置成从该图像中提取至少一个图像特征点，分别将上述至少一个图像特征点中的图像特征点与上述特征点库内的空间三维特征点进行匹配，得到对应该图像的至少一个初始特征点。

在本实施例的一些可选的实现方式中，上述姿态信息获取单元503可以包括：初始空间位置信息获取子单元(图中未示出)和姿态信息获取子单元(图中未示出)。其中，初始空间位置信息获取子单元被配置成获取上述图像序列中每个图像对应的上述图像采集设备的初始空间位置信息，得到对应上述图像序列的初始空间位置信息序列；姿态信息获取子单元被配置成从上述初始空间位置信息序列内的初始空间位置信息中确定出目标空间位置信息，基于上述目标空间位置信息确定出目标角度信息，通过上述目标空间位置信息和目标角度信息构建姿态信息。

在本实施例的一些可选的实现方式中，上述初始空间位置信息获取子单元可以包括：初始圆获取模块(图中未示出)、交点确定模块(图中未示出)、目标交点设置模块(图中未示出)、目标特征点确定模块(图中未示出)和初始空间位置信息获取模块(图中未示出)。其中，初始圆获取模块，对于目标图像中至少一个初始特征点中的初始特征点，被配置成以该初始特征点位圆心，并通过对应该图像的空间状态信息计算对应上述圆心的初始半径，得到水平面方向的一个初始圆；交点确定模块被配置成将对应至少一个初始特征点的至少一个初始圆标记在坐标系内，确定上述至少一个初始圆的至少一个交点；目标交点设置模块被配置成将上述至少一个交点中的、对应初始圆的数量最多的交点设置为目标交点；目标特征点确定模块被配置成根据上述目标交点对应的目标圆确定上述至少一个初始特征点中的至少一个目标特征点；初始空间位置信息获取模块被配置成将上述至少一个目标特征点标记在空间坐标系中，确定对应上述目标图像的初始空间位置信息。

在本实施例的一些可选的实现方式中，上述姿态信息获取子单元可以包括：最高密度分布区确定模块(图中未示出)和目标空间位置信息拟合模块(图中未示出)。其中，最高密度分布区确定模块被配置成将上述初始空间位置信息序列内的初始空间位置信息对应的空间点标记在空间坐标系内，并确定初始空间位置信息在空间坐标系内的最高密度分布区；目标空间位置信息拟合模块被配置成对上述最高分布区内的初始空间位置信息进行拟合，得到目标空间位置信息。

在本实施例的一些可选的实现方式中，上述姿态信息获取子单元可以包括：信息获取模块(图中未示出)、基准位置确定模块(图中未示出)、初始角度获取模块(图中未示出)和目标角度信息获取模块(图中未示出)。其中，信息获取模块被配置成确定上述目标空间位置信息对应的基准图像，并获取上述基准图像的至少一个目标特征点；基准位置确定模块被配置成通过上述空间状态信息序列包含的空间重力信息和上述基准图像的至少一个目标特征点确定上述图像采集设备在上述指定空间内的基准位置；初始角度获取模块被配置成获取上述至少一个目标特征点中每个目标特征点相对于上述基准位置的初始角度，得到初始角度集合；目标角度信息获取模块被配置成对上述初始角度集合内的初始角度进行拟合，得到目标角度信息。

本实施例还提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器，其上存储有一个或多个程序，当上述一个或多个程序被上述一个或多个处理器执行时，使得上述一个或多个处理器执行上述的用于获取信息的方法。

本实施例还提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的用于获取信息的方法。

下面参考图6，其示出了适于用来实现本公开的实施例的电子设备(例如，图1中的终端设备101、102、103和/或服务器105)的计算机系统600的结构示意图。图6示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本公开的实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图6所示，电子设备600可以包括处理装置(例如中央处理器、图形处理器等)601，其可以根据存储在只读存储器(ROM)602中的程序或者从存储装置608加载到随机访问存储器(RAM)603中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 603中，还存储有电子设备600操作所需的各种程序和数据。处理装置601、ROM 602以及RAM603通过总线604彼此相连。输入/输出(I/O)接口605也连接至总线604。

通常，以下装置可以连接至I/O接口605：包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、摄像头、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置606；包括例如液晶显示器(LCD)、扬声器、振动器等的输出装置607；包括例如磁带、硬盘等的存储装置608；以及通信装置609。通信装置609可以允许电子设备600与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图6示出了具有各种装置的电子设备600，但是应理解的是，并不要求实施或具备所有示出的装置。可以替代地实施或具备更多或更少的装置。图6中示出的每个方框可以代表一个装置，也可以根据需要代表多个装置。

特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信装置609从网络上被下载和安装，或者从存储装置608被安装，或者从ROM 602被安装。在该计算机程序被处理装置601执行时，执行本公开的实施例的方法中限定的上述功能。

需要说明的是，本公开的实施例上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开的实施例中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开的实施例中，计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、RF(射频)等等，或者上述的任意合适的组合。

上述计算机可读介质可以是上述电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时，使得该电子设备：获取指定空间的图像序列和与上述图像序列对应的空间状态信息序列，其中，空间状态信息用于表征图像采集设备在上述指定空间内按照指定轨迹获取图像序列时的空间重力信息和空间角度信息；通过特征点库确定上述图像序列中的图像的初始特征点，其中，上述特征点库包含了上述指定空间的空间三维特征点；通过上述空间状态信息序列和初始特征点计算得到姿态信息，上述姿态信息用于表征上述图像采集设备在获取上述图像序列时的空间位置信息和空间角度信息。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的实施例的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

附图中的流程图和框图，图示了按照本公开的各种实施例的系统、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，该模块、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，两个接连地表示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操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。

描述于本公开的实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括信息获取单元、初始特征点确定单元和姿态信息获取单元。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定，例如，姿态信息获取单元还可以被描述为“用户获取姿态信息的单元”。

以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种用于获取信息的方法，包括：

获取指定空间的图像序列和与所述图像序列对应的空间状态信息序列，其中，空间状态信息用于表征图像采集设备在所述指定空间内按照指定轨迹获取图像序列时的空间重力信息和空间角度信息；

通过特征点库确定所述图像序列中的图像的初始特征点，其中，所述特征点库包含了所述指定空间的空间三维特征点；

通过所述空间状态信息序列和初始特征点计算得到姿态信息，所述姿态信息用于表征所述图像采集设备在获取所述图像序列时的空间位置信息和空间角度信息；

所述通过所述空间状态信息序列和初始特征点计算得到姿态信息，包括：

获取所述图像序列中每个图像对应的所述图像采集设备的初始空间位置信息，得到对应所述图像序列的初始空间位置信息序列；

将所述初始空间位置信息序列内的初始空间位置信息对应的空间点标记在空间坐标系内，并确定初始空间位置信息在空间坐标系内的最高密度分布区；对所述最高密度分布区内的初始空间位置信息进行拟合，得到目标空间位置信息；基于所述目标空间位置信息确定出目标角度信息，通过所述目标空间位置信息和目标角度信息构建姿态信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述通过特征点库确定所述图像序列中的图像的初始特征点，包括：

对于所述图像序列中的图像，从该图像中提取至少一个图像特征点，分别将所述至少一个图像特征点中的图像特征点与所述特征点库内的空间三维特征点进行匹配，得到对应该图像的至少一个初始特征点。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述获取所述图像序列中每个图像对应的所述图像采集设备的初始空间位置信息，包括：

对于目标图像中至少一个初始特征点中的初始特征点，以该初始特征点为 圆心，并通过对应该图像的空间状态信息计算对应所述圆心的初始半径，得到水平面方向的一个初始圆；

将对应至少一个初始特征点的至少一个初始圆标记在坐标系内，确定所述至少一个初始圆的至少一个交点；

将所述至少一个交点中的、对应初始圆的数量最多的交点设置为目标交点；

根据所述目标交点对应的目标圆确定所述至少一个初始特征点中的至少一个目标特征点；

将所述至少一个目标特征点标记在空间坐标系中，确定对应所述目标图像的初始空间位置信息。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述基于所述目标空间位置信息确定出目标角度信息，包括：

确定所述目标空间位置信息对应的基准图像，并获取所述基准图像的至少一个目标特征点；

通过所述空间状态信息序列包含的空间重力信息和所述基准图像的至少一个目标特征点确定所述图像采集设备在所述指定空间内的基准位置；

获取所述至少一个目标特征点中每个目标特征点相对于所述基准位置的初始角度，得到初始角度集合；

对所述初始角度集合内的初始角度进行拟合，得到目标角度信息。

5.一种用于获取信息的装置，包括：

信息获取单元，被配置成获取指定空间的图像序列和与所述图像序列对应的空间状态信息序列，其中，空间状态信息用于表征图像采集设备在所述指定空间内按照指定轨迹获取图像序列时的空间重力信息和空间角度信息；

初始特征点确定单元，被配置成通过特征点库确定所述图像序列中的图像的初始特征点，其中，所述特征点库包含了所述指定空间的空间三维特征点；

姿态信息获取单元，被配置成通过所述空间状态信息序列和初始特征点计算得到姿态信息，所述姿态信息用于表征所述图像采集设备在获取所述图像序列时的空间位置信息和空间角度信息；

所述姿态信息获取单元包括：

初始空间位置信息获取子单元，被配置成获取所述图像序列中每个图像对应的所述图像采集设备的初始空间位置信息，得到对应所述图像序列的初始空间位置信息序列；

姿态信息获取子单元，被配置成将所述初始空间位置信息序列内的初始空间位置信息对应的空间点标记在空间坐标系内，并确定初始空间位置信息在空间坐标系内的最高密度分布区；对所述最高密度分布区内的初始空间位置信息进行拟合，得到目标空间位置信息；基于所述目标空间位置信息确定出目标角度信息，通过所述目标空间位置信息和目标角度信息构建姿态信息。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述初始特征点确定单元包括：

初始特征点确定子单元，对于所述图像序列中的图像，被配置成从该图像中提取至少一个图像特征点，分别将所述至少一个图像特征点中的图像特征点与所述特征点库内的空间三维特征点进行匹配，得到对应该图像的至少一个初始特征点。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述初始空间位置信息获取子单元包括：

初始圆获取模块，对于目标图像中至少一个初始特征点中的初始特征点，被配置成以该初始特征点为 圆心，并通过对应该图像的空间状态信息计算对应所述圆心的初始半径，得到水平面方向的一个初始圆；

交点确定模块，被配置成将对应至少一个初始特征点的至少一个初始圆标记在坐标系内，确定所述至少一个初始圆的至少一个交点；

目标交点设置模块，被配置成将所述至少一个交点中的、对应初始圆的数量最多的交点设置为目标交点；

目标特征点确定模块，被配置成根据所述目标交点对应的目标圆确定所述至少一个初始特征点中的至少一个目标特征点；

初始空间位置信息获取模块，被配置成将所述至少一个目标特征点标记在空间坐标系中，确定对应所述目标图像的初始空间位置信息。

8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述姿态信息获取子单元包括：

信息获取模块，被配置成确定所述目标空间位置信息对应的基准图像，并获取所述基准图像的至少一个目标特征点；

基准位置确定模块，被配置成通过所述空间状态信息序列包含的空间重力信息和所述基准图像的至少一个目标特征点确定所述图像采集设备在所述指定空间内的基准位置；

初始角度获取模块，被配置成获取所述至少一个目标特征点中每个目标特征点相对于所述基准位置的初始角度，得到初始角度集合；

目标角度信息获取模块，被配置成对所述初始角度集合内的初始角度进行拟合，得到目标角度信息。

9.一种电子设备，包括：

一个或多个处理器；

存储器，其上存储有一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行权利要求1至4中任一所述的方法。

10.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至4中任一所述的方法。

Images