CN111857113A - 可移动设备的定位方法及定位装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种可移动设备的定位方法及定位装置，该定位方法包括：确定可移动设备当前所在位置的第一图像；通过将第一图像与数字地图中的图像进行匹配，确定可移动设备的第一组位姿参数；获取可移动设备的第一行驶轨迹，并根据第一行驶轨迹确定数字地图中的预设范围内的第一局部数字地图，其中第一行驶轨迹位于第一局部数字地图内；根据第一行驶轨迹确定第一局部数字地图内的多个第二行驶轨迹，并根据多个第二行驶轨迹确定可移动设备的优化位姿参数；根据优化位姿参数和第一组位姿参数之间的差异确定可移动设备的定位位姿参数。本申请提供的可移动设备的定位方法可以提高定位结果的精确度、降低定位成本。

Description

可移动设备的定位方法及定位装置

技术领域

本发明涉及定位技术领域，具体涉及一种可移动设备的定位方法及定位装置。

背景技术

现有的定位方法大多通过两种方式进行，一种是通过视觉里程计的方式，这种方式存在累计误差，使得里程计不能工作较长时间；另一种是基于图像匹配的拓扑定位，这种方式只能给出一个相对粗略的位置，无法给出精确的位置。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请的实施例提供了一种可移动设备的定位方法及定位装置。

根据本申请的一个方面，提供了一种可移动设备的定位方法，包括：确定可移动设备当前所在位置的第一图像；通过将第一图像与数字地图中的图像进行匹配，确定可移动设备的第一组位姿参数；获取可移动设备的第一行驶轨迹，并根据第一行驶轨迹确定数字地图中的预设范围内的第一局部数字地图，其中第一行驶轨迹位于第一局部数字地图内；根据第一行驶轨迹确定第一局部数字地图内的多个第二行驶轨迹，并根据多个第二行驶轨迹确定可移动设备的优化位姿参数；根据优化位姿参数和第一组位姿参数之间的差异确定可移动设备的定位位姿参数。

根据本申请的另一个方面，提供了一种可移动设备的定位装置，包括：第一确定模块，用于确定可移动设备当前所在位置的第一图像，并用于通过将第一图像与数字地图中的图像进行匹配，确定可移动设备的第一组位姿参数；获取模块，用于获取可移动设备的第一行驶轨迹，并根据第一行驶轨迹确定数字地图中的预设范围内的第一局部数字地图，其中第一行驶轨迹位于第一局部数字地图内；第二确定模块，用于根据第一行驶轨迹确定第一局部数字地图内的多个第二行驶轨迹，并根据多个第二行驶轨迹确定可移动设备的优化位姿参数；第三确定模块，用于根据优化位姿参数和第一组位姿参数之间的差异确定可移动设备的定位位姿参数。

根据本申请的又一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，存储介质存储有计算机程序，计算机程序用于执行上述的可移动设备的定位方法。

根据本申请的又一个方面，提供了一种电子设备，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器，其中，处理器用于执行上述的可移动设备的定位方法。

本申请实施例提供了一种可移动设备的定位方法及定位装置，通过基于图像匹配获得粗略的第一组位姿参数和第一行驶轨迹，并基于第一行驶轨迹确定多个第二行驶轨迹、进而确定优化位姿参数，最后通过第一组位姿参数校验优化位姿参数以确定可移动设备的定位位姿参数，如此可以提高定位结果的精确度、降低定位成本，从而弥补了现有因里程计的累计误差而不能对可移动设备进行长时间定位的缺陷。

附图说明

通过结合附图对本申请实施例进行更详细的描述，本申请的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请实施例一起用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1是本申请一示例性实施例提供的可移动设备的定位系统的系统架构图。

图2是本申请一示例性实施例提供的可移动设备的定位方法的流程示意图。

图3是本申请一示例性实施例提供的可移动设备的定位方法的场景示意图。

图4是本申请另一示例性实施例提供的确定可移动设备的优化位姿参数的流程示意图。

图5是本申请另一示例性实施例提供的确定可移动设备的优化位姿参数的流程示意图。

图6是本申请另一示例性实施例提供的确定数字地图中的预设范围内的第一局部数字地图的流程示意图。

图7是本申请另一示例性实施例提供的可移动设备的定位方法的流程示意图。

图8是本申请一示例性实施例提供的可移动设备的定位装置的结构示意图。

图9是本申请一示例性实施例提供的电子设备的结构图。

具体实施方式

下面，将参考附图详细地描述根据本申请的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是本申请的全部实施例，应理解，本申请不受这里描述的示例实施例的限制。

申请概述

可移动设备(例如车辆、机器人等)在行驶过程中，可以依靠安装在其上的里程计(视觉里程计、轮式里程计、激光里程计等)来实现对可移动设备的定位，即，通过里程计的增量实现对可移动设备的定位。但是，里程计的定位结果是相对于里程计的初始点坐标，随着行驶距离的增加，里程计的定位误差会逐渐积累，使得里程计的定位信息越来越不可靠。在视觉和激光里程计中，一般会依赖回环检测解决累计误差问题，但回环检测要求可移动设备的行驶轨迹出现回环，这在实际场景中是不现实的。而轮式里程计则需要结合其他全局定位的传感器如GPS来解决累计误差，这显然会增加定位成本。

除了上述的基于里程计的定位方法之外，也可以基于图像匹配的拓扑定位方法对可移动设备进行定位，但是，该方法只能给出一个相对粗略的位置，无法给出精确的位置。

示例性系统

图1是本申请一示例性实施例提供的可移动设备的定位系统的系统架构图，其示出了一种对可移动设备进行定位的应用场景。如图1所示，该定位系统包括电子设备1、可移动设备2和轨迹采集设备3，该可移动设备2上可安装有摄像头。在可移动设备2的移动过程中，可移动设备2上的摄像头可以用于采集可移动设备2周围的图像(例如，街景图像)，轨迹采集设备3可以用于采集可移动设备周围的移动轨迹。电子设备1用于分别从可移动设备可移动设备2和轨迹采集设备3接收图像和移动轨迹，并对图像和移动轨迹进行处理，以实现对可移动设备2的定位。

在一示例性场景中，可移动设备2可以为车辆，轨迹采集设备3集成在可移动设备2上，轨迹采集设备3可以为里程计，电子设备1可以为计算机，在此场景下，将车辆上摄像头采集的图像以及里程计采集到的车辆的移动轨迹传输给计算机，计算机通过本申请实施例对车辆进行定位；在另一示例性场景中，轨迹采集设备3可以为里程计，轨迹采集设备3、可移动设备2与电子设备1集成为同一台设备，例如集成为车辆，车辆通过自身的摄像头采集图像，通过自身的里程计得到车辆的移动轨迹，并基于图像和移动轨迹对车辆本身进行定位。

需要注意的是，上述应用场景仅是为了便于理解本申请的精神和原理而示出，本申请的实施例并不限于此。相反，本申请的实施例可以应用于可能适用的任何场景。

示例性方法

图2是本申请一示例性实施例提供的可移动设备的定位方法的流程示意图。如图2所示，该方法包括如下步骤：

步骤110：确定可移动设备当前所在位置的第一图像。

具体地，可以通过安装在可移动设备上的摄像头采集可移动设备当前所在位置的第一图像，摄像头可以安装在可移动设备的前方、后方、侧方或其他合适的位置。第一图像可以是摄像头拍摄的可移动设备周围的街景图像，第一图像中可以包括可移动设备，也可以不包括可移动设备，本申请实施例对此不做限定。

步骤120：通过将第一图像与数字地图中的图像进行匹配，确定可移动设备的第一组位姿参数。

数字地图中可以包含有多张图像，每张图像例如可以为预先拍摄并存储的数字地图上某个位置的街景图像。在将第一图像与数字地图中的多张图像进行匹配时，若某张图像与第一图像的匹配度最高，则可认为第一图像与该张图像匹配成功。当第一图像与该张图像匹配成功时，则将该张图像表示的位置作为可移动设备的当前位置，进而确定可移动设备的第一组位姿参数。例如，将该张图像在数字地图中的经纬度作为可移动设备当前的位姿参数。

这里，基于图像匹配的拓扑定位方法将第一图像与数字地图的数据库中的多张图像进行匹配。由于多张图像中的各个图像所表示的位置之间具有一定的间距，这使得基于图像匹配获得的第一组位姿参数是相对粗略的位姿参数，难以对可移动设备的当前位置进行精确的定位。

需要说明的是，位姿参数可以包括位置参数，该位置参数可以包括可移动设备的地理位置数据，如经纬度。进一步地，位姿参数还可以包括姿态参数，该姿态参数可以包括可移动设备的方位角、俯仰角和翻滚角，其中，姿态参数可以通过摄像机的内外参数进行确定。

步骤130：获取可移动设备的第一行驶轨迹，并根据第一行驶轨迹确定数字地图中的预设范围内的第一局部数字地图，其中第一行驶轨迹位于第一局部数字地图内。

第一行驶轨迹可以表示可移动设备在A至B时刻(B大于A)之间的历史行驶轨迹，其中B时刻可以表示可移动设备所在的当前位置对应的时刻，且A至B时刻之间的时间长度可以是物理意义上的若干秒。

在本申请一实施例中，第一行驶轨迹可以是根据里程计信息获取的。这里的里程计可以是视觉里程计、轮式里程计或激光里程计等。里程计信息可以包括可移动设备的行驶时间、行驶速度、以及旋转角度等。可移动设备在A至B时刻之间的每个时刻点的位置可通过行驶时间、行驶速度以及旋转角度进行确定。进一步地，根据里程计信息确定的各个时刻点的位置，可以获取可移动设备的第一行驶轨迹。

由于可移动设备往往是在一定的区域范围内移动，因此可以根据第一行驶轨迹确定数字地图中的预设范围内的第一局部数字地图，具体地，可以根据第一行驶轨迹中当前位置的第一组位姿参数确定第一局部数字地图。这里的预设范围可以是指第一局部数字地图实际的覆盖范围大小，例如：覆盖范围为2km*2km的第一局部数字地图，其中，第一行驶轨迹位于该第一局部数字地图范围内。

需要说明的是，第一局部数字地图实际的覆盖范围大小可以根据实际使用情况进行设定，且其覆盖范围可以是正方形、长方形、圆形、椭圆或其他形状。

在根据第一行驶轨迹确定数字地图中的预设范围内的第一局部数字地图时，可以根据基于第一图像确定的第一组位姿参数从数字地图中确定第一局部数字地图，其中，第一图像(或者与第一图像匹配的数字地图中的图像)所表示的位置可以位于第一局部数字地图的中心位置，以便于后续执行步骤140中的确定多个第二行驶轨迹，进而对可移动设备的当前位置进行精确的定位。当然，第一图像所表示的位置也可以位于第一局部数字地图中的其他合适的位置，本申请实施例对此不做具体的限定。

步骤140：根据第一行驶轨迹确定第一局部数字地图内的多个第二行驶轨迹，并根据多个第二行驶轨迹确定可移动设备的优化位姿参数。

第一局部数字地图上可以包含有第一局部数字地图实际覆盖范围内的多条路径(例如城市道路中的一些路径)，为了便于对可移动设备进行准确的定位，第一局部数字地图覆盖的范围可以足够的大，以使得第一行驶轨迹位于第一数字地图内，并基于第一行驶轨迹在第一局部数字地图内确定的多个第二行驶轨迹，从而可以基于多个第二行驶轨迹确定可移动设备的优化位姿参数。当然，为了提高定位过程中的运算速度，第一局部数字地图覆盖的范围并不是越大越好，即，第一局部数字地图覆盖的具体范围可以根据实际需要进行设定。

在本申请一实施例中，如图3所示，路径1可以是位于第一局部数字地图内的已知路径，在该第一局部数字地图中，还包括：基于里程计信息获得的第一行驶轨迹2，以及基于第一行驶轨迹2确定的第二行驶轨迹(3，4，5)。当然，基于第一行驶轨迹2确定的第二行驶轨迹可以是三个以上，图3中仅示出了位于路径1周围的部分第二行驶轨迹，并不是全部的第二行驶轨迹。通过第二行驶轨迹(3，4，5)与路径1之间的匹配度的大小，保留匹配度满足预设条件的第二行驶轨迹，进行确定可移动设备的优化位姿参数。

根据本申请一实施例，每个第二行驶轨迹的末端的位置(如经纬度)对应一个可移动设备在当前时刻(B时刻)的位置，通过多个第二行驶轨迹对应的多个末端位置对可移动设备的优化位姿参数进行确定。

步骤150：根据优化位姿参数和第一组位姿参数之间的差异确定可移动设备的定位位姿参数。

定位位姿参数可以作为电子设备对可移动设备在当前时刻(B时刻)的定位结果。

具体地，基于第一图像与数字地图中的图像进行匹配获得的第一组位姿参数，虽然是很粗略的位置参数，但是可以对优化位姿参数进行校验。如果优化位姿参数和第一组位姿参数之间的差异小于或等于预设门限，则认为定位成功，进而将优化位姿参数确定为可移动设备当前的定位位姿参数。这样可以为定位结果提供双重校验，保证定位结果的准确性和精确性。

本申请实施例提供了一种可移动设备的定位方法，通过基于图像匹配获得粗略的第一组位姿参数和第一行驶轨迹，并基于第一行驶轨迹确定多个第二行驶轨迹、进而确定优化位姿参数，最后通过第一组位姿参数校验优化位姿参数以确定可移动设备的定位位姿参数，如此可以提高定位结果的精确度、降低定位成本，从而弥补了现有因里程计的累计误差而不能对可移动设备进行长时间定位的缺陷。

根据本申请一实施例，如果优化位姿参数和第一组位姿参数之间的差异大于预设门限，则认为定位失败，此时可以将第一组位姿参数确定为可移动设备在当前时刻的定位位姿参数。此外，定位失败后，可以结束整个定位过程，其中，该第一组位姿参数可以作为对可移动设备进行定位过程的初始化，以便于在接下来的时刻对可移动设备的行驶位置重新采用图1的方法进行定位。例如，在C时刻(C大于B)，可移动设备的第一行驶轨迹的初始位置对应的是可移动设备在B时刻的定位位姿参数。

图4是本申请另一示例性实施例提供的确定可移动设备的优化位姿参数的流程示意图。在本申请图2所示实施例的基础上延伸出本申请图4所示的实施例，下面着重叙述图4所示实施例与图2所示实施例的不同之处，相同之处不再赘述。

如图4所示，在本申请实施例提供的可移动设备的定位方法中，第一行驶轨迹包括多个第一轨迹点，其中，步骤140包括如下步骤：

步骤141：基于多个第一轨迹点中的每个第一轨迹点，确定与第一轨迹点之间的距离小于预设距离的至少一个虚拟轨迹点。

第一行驶轨迹包括多个第一轨迹点，可以理解成，电子设备可以在第一行驶轨迹上取多个第一轨迹点，该多个第一轨迹点可以沿着第一行驶轨迹均匀分布。在图3中，可以在第一行驶轨迹2上选取均匀分布的多个轨迹点。

在一实施例中，多个第一轨迹点也可以沿着第一行驶轨迹非均匀分布，比如位于第一行驶轨迹的直线处的第一轨迹点的分布较位于第一行驶轨迹的拐角处的第一轨迹点的分布稀疏。

步骤142：基于与多个第一轨迹点分别对应的虚拟轨迹点确定多个第二行驶轨迹。

基于每个第一轨迹点，可以在第一轨迹点周围的预设范围内随机生成虚拟轨迹点，继而将与每个第一轨迹点对应的虚拟轨迹点连接起来形成一个第二行驶轨迹。类似地，基于每个第一轨迹点，可以在第一轨迹点周围的预设范围内随机生成至少一个虚拟轨迹点，继而将与每个第一轨迹点对应的一个虚拟轨迹点按照第一行驶轨迹的延伸方向连接起来形成一个第二行驶轨迹，从而形成至少一个第二行驶轨迹。在图3中，每个第二行驶轨迹可以是由多个虚拟轨迹点连接而成的。

在一实施例中，对于任意一个第一轨迹点，在第一轨迹点周围的预设范围内随机生成虚拟轨迹点，可以这样实现：在第一轨迹点周围确定椭圆区域，该第一轨迹点位于该椭圆区域内，该椭圆区域的长轴垂直于该第一轨迹点处的切线，该椭圆区域与长轴的交点(两个交点中的任意一个)可以确定为虚拟轨迹点。在本实施例中，每个第一轨迹点处的椭圆区域的大小可以相同，也可以不同，且椭圆区域的大小可以根据实际情况进行设定。此外，在某些第一轨迹点处，椭圆区域的长轴长度可以为0，此时的虚拟轨迹点与第一轨迹点重合。

在本申请其他实施例中，椭圆区域可以替换成圆形区域、扇形区域等。当然，虚拟轨迹点的确定还可以通过其他方法实现，本申请对此不做限定。

上述基于第一轨迹点确定至少一个虚拟轨迹点，进而确定多个第二行驶轨迹的过程，可以通过粒子滤波算法实现。基于粒子滤波算法，上述过程可以这样理解，在第一行驶轨迹的周围撒粒子，每个粒子代表一个第二行驶轨迹，每个第二行驶轨迹可以由与多个第一轨迹点对应的多个虚拟轨迹点组成，其中，多个粒子(多个第二行驶轨迹)在第一行驶轨迹周围呈正态分布。这样，可以通过结合由里程计信息获得的第一行驶轨迹与粒子滤波算法，从而提高第二行驶轨迹的可靠性，进而提高优化位姿参数的精确度。

步骤143：获取多个第二行驶轨迹中的每个第二行驶轨迹与第一局部数字地图上最近的路径之间的匹配度。

第一局部数字地图上可以包括实际存在的一条或多条路径，对于每个第二行驶轨迹，将其与第一局部数字地图上与该第二行驶轨迹最近的路径进行匹配，获取第二行驶轨迹与第一局部数字地图上最近的路径之间的匹配度。具体地，该匹配度可以是第二行驶轨迹与第一局部数字地图上最近的路径之间的像素距离的倒数。

步骤144：根据多个第二行驶轨迹中的每个第二行驶轨迹与第一局部数字地图上最近的路径之间的匹配度，确定优化位姿参数。

根据每个第二行驶轨迹与第一局部数字地图上最近的路径之间的匹配度的大小，可以基于预设匹配度对多个第二行驶轨迹进行筛选，进而保留匹配度较高的第二行驶轨迹，从而确定优化位姿参数。

本申请实施例提供的可移动设备的定位方法，通过基于第一轨迹点确定虚拟轨迹点，并基于虚拟轨迹点确定第二行驶轨迹，进而根据第二行驶轨迹与第一局部数字地图上最近的路径之间的匹配度，确定优化位姿参数，从而可以提高第二行驶轨迹的可靠性，并提高优化位姿参数的精确度。

图5是本申请另一示例性实施例提供的确定可移动设备的优化位姿参数的流程示意图。在本申请图4所示实施例的基础上延伸出本申请图5所示的实施例，下面着重叙述图5所示实施例与图4所示实施例的不同之处，相同之处不再赘述。

如图5所示，在本申请实施例提供的可移动设备的定位方法中，根据多个第二行驶轨迹中的每个第二行驶轨迹与第一局部数字地图上最近的路径之间的匹配度，确定优化位姿参数(即步骤144)，包括：

步骤1441：对多个第二行驶轨迹对应的匹配度进行归一化处理，得到多个第二行驶轨迹中每个第二行驶轨迹的第一权重值。

步骤1442：对于第一权重值满足预设条件的部分第二行驶轨迹进行归一化处理，得到部分第二行驶轨迹中每个第二行驶轨迹的第二权重值。

预设条件可以根据实际情况进行设定，本申请对此不做具体的限定。

例如，从多个第二行驶轨迹中，将第一权重值大于80％的第二行驶轨迹保留下来，得到部分第二行驶轨迹。对部分第二行驶轨迹中的每个第二行驶轨迹的第一权重值继续进行归一化处理，得到部分第二行驶轨迹中的每个第二行驶轨迹的第二权重值。

步骤1443：获取部分第二行驶轨迹中的每个第二行驶轨迹末端的位姿参数。

根据第二行驶轨迹在数字地图上的位置，可以获取部分第二行驶轨迹中的每个第二行驶轨迹末端的位姿参数。

步骤1444：通过对部分第二行驶轨迹中的每个第二行驶轨迹的末端的位姿参数与对应的第二权重值的乘积进行求和，确定优化位姿参数。

这里通过对部分第二行驶轨迹中的每个第二行驶轨迹的末端的位姿参数进行加权平均值的计算，进而确定优化位姿参数，可以提高优化位姿参数的精确度。

本申请实施例提供的可移动设备的定位方法，由于归一化处理利于收敛到最优解并简化计算，使得部分第二行驶轨迹获取过程更加准确和方便，而且由于加权平均值可以体现部分第二行驶轨迹中各个第二行驶轨迹的权重，因此通过两次归一化处理，以及加权平均值的计算，可以提高优化位姿参数的精确度。

图6是本申请另一示例性实施例提供的确定数字地图中的预设范围内的第一局部数字地图的流程示意图。在本申请图2所示实施例的基础上延伸出本申请图6所示的实施例，下面着重叙述图6所示实施例与图2所示实施例的不同之处，相同之处不再赘述。

如图6所示，在本申请实施例提供的可移动设备的定位方法中，还包括：

步骤160：获取可移动设备在第一移动轨迹的初始位置的第二图像。

具体地，第一移动轨迹的初始位置，即可移动设备在A时刻所在的位置。

步骤170：通过将第二图像与数字地图中的图像匹配，确定第二组位姿参数，并将第二组位姿参数作为初始位置的定位位姿参数。

在本实施例中，第一移动轨迹的初始位置可以是可移动设备的起步位置，其定位位姿参数可以通过基于图片匹配的方法获得。

与第一图像的获取过程类似，在A时刻，可以通过可移动设备上的摄像头采集可移动设备周围的街景图像获得第二图像。与第一组位姿参数的获取过程类似，可以通过图片匹配的方法确定第二组位姿参数。

步骤180：根据第二组位姿参数确定数字地图中的预设范围内的第二局部数字地图，其中第二局部数字地图包括第二组位姿参数所表示的位置。

与上述图2中第一局部数字地图的确定过程类似，在根据第二组位姿参数确定第二局部数字地图时，第二图像(或者与第二图像匹配的数字地图中的图像)所表示的位置可以位于第二局部数字地图的中心位置。

步骤160、步骤170和步骤180在执行步骤130中的根据第一行驶轨迹确定数字地图中的预设范围内的第一局部数字地图之前执行。

进一步地，在本实施例中，步骤130中的根据第一行驶轨迹确定数字地图中的预设范围内的第一局部数字地图，包括：通过将第一图像与数据地图中与第二局部数字地图对应的图像匹配，判断第一图像是否在第二局部数字地图中。若第一图像不在第二局部数字地图内，则通过更新第二局部数字地图确定第一局部数字地图，若第一图像在第二局部数字地图内，则将第二局部数字地图作为第一局部数字地图。

具体地，由于在可移动设备的移动过程中，可能会在不同时刻需要对可移动设备进行定位操作，例如在本实施例中，在A时刻和B时刻分别对可移动设备进行定位操作。

在A时刻确定了第二局部数字地图，在B时刻，如果第一组位姿参数所表示的位置还位于第二局部数字地图内，则可以继续使用第二局部数字地图对B时刻的可移动设备进行定位。即，将第二局部数字地图作为第一局部数字地图对B时刻的可移动设备进行定位，此时B时刻的第一组位姿参数虽然不是位于第一局部数字地图的中心位置，但仍是位于第一局部数字地图内，这样可以省略第一局部数字地图的获取过程，减少运算负担，提高运算速度。

如果第一组位姿参数所表示的位置不在第二局部数字地图内，则可更新第二局部数字地图，重新确定B时刻第一局部数字地图，此时B时刻的第一组位姿参数可以位于第一局部数字地图的中心位置，进而实现对可移动设备的定位。

在判断第一图像是否在第二局部数字地图中时，可以将第一图像与数据地图中存储的位于第二局部数字地图覆盖范围内的图像进行匹配，进而确定第一图像是否位于第二局部数字地图中。

本申请实施例提供的可移动设备的定位方法，通过先判断第一图像是否在第二局部数字地图中，进而确定第一局部数字地图，可以在一定程度上，减少运算负担，提高运算速度。

在本申请一实施例中，第一局部数字地图也可以实时更新，即，在需要对可移动设备进行定位时，便实时根据第一图像获取第一局部数字地图，由于第一局部数字地图是随时更新的，可以提高定位结果的精确度。

图7是本申请另一示例性实施例提供的可移动设备的定位方法的流程示意图。图7是图2的例子，为避免重复，相同部分可以参见上述图2至图6中的描述，这里不作具体解释。如图7所示，该定位方法包括以下内容。

步骤210：确定可移动设备当前所在位置的第一图像。

步骤220：通过将第一图像与数字地图中的图像进行匹配，确定可移动设备的第一组位姿参数。

步骤230：获取可移动设备的第一行驶轨迹。

步骤240：根据第一行驶轨迹确定数字地图中的预设范围内的第一局部数字地图。

具体地，第一行驶轨迹位于第一局部数字地图内。

步骤250：判断第一行驶轨迹的长度是否大于预设里程值。

具体地，在第一行驶轨迹的长度大于预设里程值时，则执行步骤260，以实现对可移动设备的定位。预设里程值的具体数值可以根据实际需要进行设定。这里，通过判断可移动设备在行驶里程是否大于预设值，并在大于预设值时，执行对可移动设备的当前位置的定位操作，可以从整体上监控可移动设备的行驶路径，同时也避免行驶里程间隔过短而对可移动设备进行的频繁定位操作，进而可以节省电子设备的运算量。例如，预设里程值为80米，可以在行驶轨迹大于80米时，执行步骤260，即，从可移动设备整体的行驶路径上看，间隔80米便对可移动设备执行一次定位操作。在第一行驶轨迹的长度小于或等于预设里程值时，则执行280。

在一实施例中，步骤250可以在步骤240之前执行，也可以与步骤240一起执行，本申请对此不做具体的限定。为了进一步地节省电子设备的运算量，步骤240可以在步骤250之后、且在步骤250的判断结果为第一行驶轨迹的长度大于预设里程值时执行。

在一实施例中，步骤250可以是判断第一行驶轨迹的累计角度变化是否大于预设角度，且在大于预设角度时，执行步骤260。这样，可以在可移动设备偏离原始行驶路径时，及时地对可移动设备进行定位，便于实现对可移动设备行驶过程的监控。预设角度的具体数值可以根据实际需要进行设定。例如，预设角度为45度，在累计角度变化大于45度时，则执行步骤260，即，从可移动设备整体的行驶路径上看，累计角度变化超过45度便对可移动设备执行一次定位操作。这里，累计角度变化可以是可移动设备往左转的累计角度变化，或往右转的累计角度变化。在第一行驶轨迹的累计角度变化小于或等于预设角度时，则执行280。

在一实施例中，步骤250可以是判断第一行驶轨迹的长度是否大于预设里程值，且判断第一行驶轨迹的累计角度变化是否大于预设角度，即，步骤250包括两个判断条件。在本实施例中，当第一行驶轨迹的长度大于预设里程值，或者，第一行驶轨迹的累计角度变化大于预设角度时，则执行步骤260。这样，通过两个条件(第一行驶轨迹的长度和累计角度变化)的互相补充，可以在可移动设备的行驶轨迹发生大的变化时，即行驶轨迹的长度大于预设里程值或累计角度变化大于预设角度时，可以及时地对可移动设备进行定位，便于实现对可移动设备行驶过程的监控。在第一行驶轨迹的长度小于或等于预设里程值，且第一行驶轨迹的累计角度变化小于或等于预设角度时，则执行280。

步骤260：根据第一行驶轨迹确定第一局部数字地图内的多个第二行驶轨迹，并根据多个第二行驶轨迹确定可移动设备的优化位姿参数。

步骤270：根据优化位姿参数和第一组位姿参数之间的差异确定可移动设备的定位位姿参数。

步骤280：确定可移动设备下一时刻所在位置的第一图像。

在步骤280中，可移动设备下一时刻所在位置可作为步骤210中的可移动设备的当前位置，在步骤280之后，可重复执行步骤210至步骤280。

图7中的步骤210、步骤220、步骤230、步骤240、步骤260、步骤270的具体过程可以参见上述图2至图6中的描述。

本申请实施例提供的可移动设备的定位方法，通过对第一行驶轨迹的长度和/或第一行驶轨迹的累计角度变化进行判断，进而根据第一行驶轨迹确定第一局部数字地图内的多个第二行驶轨迹，并根据多个第二行驶轨迹确定可移动设备的优化位姿参数，从而可以在节省电子设备的运算量的同时，在可移动设备的行驶轨迹发生大的变化时，及时地对可移动设备进行定位，便于实现对可移动设备行驶过程的监控。

示例性装置

图8是本申请一示例性实施例提供的可移动设备的定位装置800的结构示意图。如图8所示，该装置800包括：第一确定模块810，获取模块820，第二确定模块830以及第三确定模块840。

第一确定模块810用于确定可移动设备当前所在位置的第一图像，并用于通过将第一图像与数字地图中的图像进行匹配，确定可移动设备的第一组位姿参数；获取模块820用于获取可移动设备的第一行驶轨迹，并根据第一行驶轨迹确定数字地图中的预设范围内的第一局部数字地图，其中第一行驶轨迹位于第一局部数字地图内；第二确定模块830用于根据第一行驶轨迹确定第一局部数字地图内的多个第二行驶轨迹，并根据多个第二行驶轨迹确定可移动设备的优化位姿参数；第三确定模块840用于根据优化位姿参数和第一组位姿参数之间的差异确定可移动设备的定位位姿参数。

本申请实施例提供了一种可移动设备的定位装置，通过基于图像匹配获得粗略的第一组位姿参数和第一行驶轨迹，并基于第一行驶轨迹确定多个第二行驶轨迹、进而确定优化位姿参数，最后通过第一组位姿参数校验优化位姿参数以确定可移动设备的定位位姿参数，如此可以提高定位结果的精确度、降低定位成本，从而弥补了现有因里程计的累计误差而不能对可移动设备进行长时间定位的缺陷。

根据本申请一实施例，第一行驶轨迹包括多个第一轨迹点，第二确定模块830用于：基于多个第一轨迹点中的每个第一轨迹点，确定与第一轨迹点之间的距离小于预设距离的至少一个虚拟轨迹点；基于与多个第一轨迹点分别对应的虚拟轨迹点确定多个第二行驶轨迹；获取多个第二行驶轨迹中的每个第二行驶轨迹与第一局部数字地图上最近的路径之间的匹配度；根据多个第二行驶轨迹中的每个第二行驶轨迹与第一局部数字地图上最近的路径之间的匹配度，确定优化位姿参数。

根据本申请一实施例，第二确定模块830用于：对多个第二行驶轨迹对应的匹配度进行归一化处理，得到多个第二行驶轨迹中每个第二行驶轨迹的第一权重值；对于第一权重值满足预设条件的部分第二行驶轨迹进行归一化处理，得到部分第二行驶轨迹中每个第二行驶轨迹的第二权重值；获取部分第二行驶轨迹中的每个第二行驶轨迹末端的位姿参数；通过对部分第二行驶轨迹中的每个第二行驶轨迹的末端的位姿参数与对应的第二权重值的乘积进行求和，确定优化位姿参数。

根据本申请一实施例，定位装置800还包括判断模块850，用于判断第一行驶轨迹的长度是否大于预设里程值和/或第一行驶轨迹的累计角度变化是否大于预设角度。若第一行驶轨迹的长度大于预设里程值或第一行驶轨迹的累计角度变化大于预设角度，则第二确定模块830根据第一行驶轨迹确定第一局部数字地图内的多个第二行驶轨迹。

根据本申请一实施例，获取模块820还用于获取可移动设备在第一移动轨迹的初始位置的第二图像；第一确定模块810还用于通过将第二图像与数字地图中的图像匹配，确定第二组位姿参数，并将第二组位姿参数作为初始位置的定位位姿参数；第一确定模块810还用于根据第二组位姿参数确定数字地图中的预设范围内的第二局部数字地图，其中第二局部数字地图包括第二组位姿参数所表示的位置。

根据本申请一实施例，获取模块820用于：通过将第一图像与数据地图中与第二局部数字地图对应的图像匹配，判断第一图像是否在第二局部数字地图中，若第一图像不在第二局部数字地图内，则通过更新第二局部数字地图确定第一局部数字地图，若第一图像在第二局部数字地图内，则将第二局部数字地图作为第一局部数字地图。

根据本申请一实施例，第三确定模块840用于判断差异是否小于或等于预设门限；若差异小于或等于预设门限，则确定优化位姿参数为定位位姿参数。

应当理解，上述实施例中的第一确定模块810，获取模块820，第二确定模块830、第三确定模块840以及判断模块850的操作和功能可以参考上述图2至图7提供的可移动设备的定位方法中的描述，为了避免重复，在此不再赘述。

示例性电子设备

下面，参考图9来描述根据本申请实施例的电子设备。该电子设备90可以执行上述的可移动设备的定位方法。

图9图示了根据本申请实施例的电子设备的框图。

如图9所示，电子设备90包括一个或多个处理器91和存储器92。

处理器91可以是中央处理单元(CPU)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其他形式的处理单元，并且可以控制电子设备90中的其他组件以执行期望的功能。

存储器92可以包括一个或多个计算机程序产品，所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(RAM)和/或高速缓冲存储器(cache)等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器(ROM)、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器91可以运行所述程序指令，以实现上文所述的本申请的各个实施例的可移动设备的定位方法以及/或者其他期望的功能。在所述计算机可读存储介质中还可以存储诸如摄像头的参数、数字地图、图像信号、里程计信息等各种内容。

在一个示例中，电子设备90还可以包括：输入装置93和输出装置94，这些组件通过总线系统和/或其他形式的连接机构(未示出)互连。

例如，该输入装置93可以是上述的摄像头，用于捕捉图像的输入信号。在该电子设备是单机设备时，该输入装置93可以是通信网络连接器，用于从摄像头接收所采集的输入信号。

此外，该输入设备93还可以包括例如键盘、鼠标等等。

该输出装置94可以向外部输出各种信息，包括确定出的位姿参数等。该输出设备94可以包括例如显示器、扬声器、打印机、以及通信网络及其所连接的远程输出设备等等。

当然，为了简化，图9中仅示出了该电子设备90中与本申请有关的组件中的一些，省略了诸如总线、输入/输出接口等等的组件。除此之外，根据具体应用情况，电子设备90还可以包括任何其他适当的组件。

示例性计算机程序产品和计算机可读存储介质

除了上述方法和设备以外，本申请的实施例还可以是计算机程序产品，其包括计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本申请各种实施例的可移动设备的定位方法中的步骤。

所述计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本申请实施例操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如Java、C++等，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设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。

此外，本申请的实施例还可以是计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本申请各种实施例的可移动设备的定位方法中的步骤。

所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、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。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(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。

以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。

本申请中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

还需要指出的是，在本申请的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

Claims (10)

1.一种可移动设备的定位方法，包括：

确定所述可移动设备当前所在位置的第一图像；

通过将所述第一图像与数字地图中的图像进行匹配，确定所述可移动设备的第一组位姿参数；

获取所述可移动设备的第一行驶轨迹，并根据所述第一行驶轨迹确定所述数字地图中的预设范围内的第一局部数字地图，其中所述第一行驶轨迹位于所述第一局部数字地图内；

根据所述第一行驶轨迹确定所述第一局部数字地图内的多个第二行驶轨迹，并根据所述多个第二行驶轨迹确定所述可移动设备的优化位姿参数；

根据所述优化位姿参数和所述第一组位姿参数之间的差异确定所述可移动设备的定位位姿参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一行驶轨迹包括多个第一轨迹点，所述根据所述第一行驶轨迹确定所述第一局部数字地图内的多个第二行驶轨迹，包括：

基于所述多个第一轨迹点中的每个第一轨迹点，确定与所述第一轨迹点之间的距离小于预设距离的至少一个虚拟轨迹点；

基于与所述多个第一轨迹点分别对应的虚拟轨迹点确定所述多个第二行驶轨迹，

其中，所述根据所述多个第二行驶轨迹确定所述可移动设备的优化位姿参数，包括：

获取所述多个第二行驶轨迹中的每个第二行驶轨迹与所述第一局部数字地图上最近的路径之间的匹配度；

根据所述多个第二行驶轨迹中的每个第二行驶轨迹与所述第一局部数字地图上最近的路径之间的匹配度，确定所述优化位姿参数。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述根据所述多个第二行驶轨迹中的每个第二行驶轨迹与所述第一局部数字地图上最近的路径之间的匹配度，确定所述优化位姿参数，包括：

对所述多个第二行驶轨迹对应的匹配度进行归一化处理，得到所述多个第二行驶轨迹中每个第二行驶轨迹的第一权重值；

对于第一权重值满足预设条件的部分第二行驶轨迹进行归一化处理，得到所述部分第二行驶轨迹中每个第二行驶轨迹的第二权重值；

获取所述部分第二行驶轨迹中的每个第二行驶轨迹末端的位姿参数；

通过对所述部分第二行驶轨迹中的每个第二行驶轨迹的末端的位姿参数与对应的第二权重值的乘积进行求和，确定所述优化位姿参数。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述根据所述第一行驶轨迹确定所述第一局部数字地图内的多个第二行驶轨迹之前，还包括：

判断所述第一行驶轨迹的长度是否大于预设里程值和/或所述第一行驶轨迹的累计角度变化是否大于预设角度，

其中，若所述第一行驶轨迹的长度大于所述预设里程值或所述第一行驶轨迹的累计角度变化大于所述预设角度，则执行所述根据所述第一行驶轨迹确定所述第一局部数字地图内的多个第二行驶轨迹的步骤。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括：

获取所述可移动设备在所述第一移动轨迹的初始位置的第二图像；

通过将所述第二图像与所述数字地图中的图像匹配，确定第二组位姿参数，并将所述第二组位姿参数作为所述初始位置的定位位姿参数；

根据所述第二组位姿参数确定所述数字地图中的预设范围内的第二局部数字地图，其中所述第二局部数字地图包括所述第二组位姿参数所表示的位置。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述根据所述第一行驶轨迹确定所述数字地图中的预设范围内的第一局部数字地图，包括：

通过将所述第一图像与所述数字地图中与所述第二局部数字地图对应的图像匹配，判断所述第一图像是否在所述第二局部数字地图中，

若所述第一图像不在所述第二局部数字地图内，则通过更新所述第二局部数字地图确定所述第一局部数字地图，

若所述第一图像在所述第二局部数字地图内，则将所述第二局部数字地图作为所述第一局部数字地图。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述根据所述优化位姿参数和所述第一组位姿参数之间的差异确定所述可移动设备的定位位姿参数，包括：

判断所述差异是否小于或等于预设门限；

若所述差异小于或等于所述预设门限，则确定所述优化位姿参数为所述定位位姿参数。

8.一种可移动设备的定位装置，包括：

第一确定模块，用于确定所述可移动设备当前所在位置的第一图像，并用于通过将所述第一图像与数字地图中的图像进行匹配，确定所述可移动设备的第一组位姿参数；

获取模块，用于获取所述可移动设备的第一行驶轨迹，并根据所述第一行驶轨迹确定所述数字地图中的预设范围内的第一局部数字地图，其中所述第一行驶轨迹位于所述第一局部数字地图内；

第二确定模块，用于根据所述第一行驶轨迹确定所述第一局部数字地图内的多个第二行驶轨迹，并根据所述多个第二行驶轨迹确定所述可移动设备的优化位姿参数；

第三确定模块，用于根据所述优化位姿参数和所述第一组位姿参数之间的差异确定所述可移动设备的定位位姿参数。

9.一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述权利要求1至7任一所述的可移动设备的定位方法。

10.一种电子设备，包括：

处理器；

用于存储所述处理器可执行指令的存储器，

其中，所述处理器用于执行上述权利要求1至7任一所述的可移动设备的定位方法。

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