WO2016123813A1

WO2016123813A1 - 一种智能设备的姿态关系计算方法和智能设备

Info

Publication number: WO2016123813A1
Application number: PCT/CN2015/072461
Authority: WO
Inventors: 李颖哲; 宋志刚; 耿卫东
Original assignee: 华为技术有限公司
Priority date: 2015-02-07
Filing date: 2015-02-07
Publication date: 2016-08-11
Also published as: CN106461414A; CN106461414B

Abstract

一种智能设备的姿态关系计算方法和智能设备，该方法可包括：获取摄像装置采集定标装置的图像时定标装置坐标系在世界坐标系的测量姿态信息（801）；计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时世界坐标系与传感器坐标系的第一姿态关系，以及计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述摄像装置坐标系与所述定标装置坐标系的第二姿态关系（802）；获取所述摄像装置坐标系与传感器坐标系的初始姿态关系，并根据所述初始姿态关系、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系中的估算姿态信息（803）；基于所述估算姿态信息和所述测量姿态信息计算所述摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系（804）。可以校准传感器坐标系与摄像装置坐标系的姿态关系。

Description

一种智能设备的姿态关系计算方法和智能设备

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种智能设备的姿态关系计算方法和智能设备。

背景技术

在姿态测量领域带有传感器和摄像装置的智能设备日益普及。在姿态测量的过程中,智能设备的传感器可以用来采集加速度、磁通等传感数据，智能设备的摄像装置可以用来采集图像或者视频等数据，为了对姿态测量中角度计算的精确性，如何校准智能设备中传感器坐标系与摄像装置坐标系的姿态关系是当前亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种智能设备的姿态关系计算方法和智能设备，可以校准智能设备中传感器坐标系与摄像装置坐标系的姿态关系。

第一方面，本发明提供一种智能设备，包括：获取单元、第一计算单元、第二计算单元和第三计算单元，其中：

所述获取单元，用于获取摄像装置采集定标装置的图像时所述定标装置坐标系在世界坐标系的测量姿态信息，其中，所述测量姿态信息用于表示所述定标装置坐标系在所述世界坐标系的朝向；

所述第一计算单元，用于计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述世界坐标系与传感器坐标系的第一姿态关系，以及计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述摄像装置坐标系与所述定标装置坐标系的第二姿态关系；

所述第二计算单元，用于获取所述摄像装置坐标系与所述传感器坐标系的初始姿态关系，并根据所述初始姿态关系、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系中的估算姿态信息；

所述第三计算单元，用于基于所述估算姿态信息和所述测量姿态信息计算所述摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系。

在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述第三计算单元包括：

比较单元，用于将所述估算姿态信息与所述测量姿态信息进行比较；

计算子单元，用于当比较结果达到预先设定的用于校准姿态关系的比较结果时，将计算所述估算姿态信息时使用的所述摄像装置坐标系与传感器坐标系的姿态关系作为所述摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系。

结合在第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述设备还包括：

生成单元，用于当比较结果未达到所述预先设定的比较结果时，基于预先设定的生成姿态关系的生成规则生成新的所述摄像装置坐标系与传感器坐标系的姿态关系；

第四计算单元，用于根据所述生成的姿态关系、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系中的估算姿态信息。

结合第一方面，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述第三计算单元包括：

通过如下公式计算所述摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系

其中，上述公式求得的解为所述摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系，所述min()为最小值函数，所述i表示所述定标装置所处的第i个拍摄位置，其中，i大于或者等于1，且小于或者等于n，所述n为所述定标装置在拍摄时所处的拍摄位置的数量，所述j表示所述定标装置所处各位置时所述摄像装置第j次采集，其中，j大于或者等于1，且小于或者等于m，所述m为每个拍摄位置所述摄像装置采集的次数，w₁、w₂和w₃为预设的权值，所述

表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置的下倾角的估算值，所述

表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述定标装置的下倾角的测量值，所述

表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的估算值，所述

表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的测量值，所述

表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的估算值，所述

表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的测量值。

结合第一方面或者结合第一方面的第一种可能的实现方式或者结合第一方面的第二种可能的实现方式或者结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述摄像装置分别采集处于n个拍摄位置的所述定标装置的图像，且每个拍摄位置以不同的角度采集m次，其中，所述n为大于或者等于1的整数，所述m为大于或者等于1的整数；

所述获取单元用于获取所述定标装置在各拍摄位置时所述定标装置坐标系在世界坐标系的测量姿态信息。

结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述第二计算单元包括：

第一估算单元，用于根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系的下倾角的估算值；

第二估算单元，用于根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的估算值；

第三估算单元，用于根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的估算值。

结合第一方面的第五种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述设备还包括：

第五计算单元，用于根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系与所述世界坐标系的第三姿态关系。

结合第一方面的第六种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述第一估算单元用于计算所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时的所述第三姿态关系与所述定标装置坐标系的Z轴在所述定标装置坐标系中的向量的乘积，并将所述乘积与重力方向的夹角为作为所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系的下倾角的估算值，所述i大于或者等于1，且小于或者等于所述n，所述j大于或者等于1，且小于或者等于所述m。

结合第一方面的第六种可能的实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式中，所述第二估算单元用于计算所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时的所述第三姿态关系与所述定标装置坐标系的X轴在所述定标装置坐标系中的向量的乘积，并将所述乘积与磁北方向的夹角作为所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的估算值，所述i大于或者等于1，且小于或者等于所述n，所述j大于或者等于1，且小于或者等于所述m。

结合第一方面的第六种可能的实现方式，在第一方面的第九种可能的实现方式中，所述第三估算单元用于计算所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时的所述第三姿态关系与所述定标装置坐标系的Y轴在所述定标装置坐标系中的向量的乘积，并将所述乘积与磁北方向的夹角作为所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的估算值，所述i大于或者等于1，且小于或者等于所述n，所述j大于或者等于1，且小于或者等于所述m。

结合第一方面的第四种可能的实现方式或者结合第一方面的第五种可能的实现方式或者结合第一方面的第六种可能的实现方式或者结合第一方面的第七种可能的实现方式或者结合第一方面的第八种可能的实现方式或者结合第一方面的第九种可能的实现方式，在第一方面的第十种可能的实现方式中，所述获取单元包括：

第一获取子单元，用于获取所述定标装置在各拍摄位置时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系的下倾角的测量值；

第二获取子单元，用于获取所述定标装置在各拍摄位置时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的测量值；

第三获取子单元，用于获取所述定标装置在各拍摄位置时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的测量值。

结合第一方面的第十种可能的实现方式，在第一方面的第十一种可能的实现方式中，所述比较单元用于将所述下倾角的估算值、所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的估算值和所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的估算值分别与所述下倾角的测量值、所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的测量值和所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的测量值进行加权距离计算，并将所述计算结果作为所述估算姿态信息与所述测量姿态信息的比较结果。

结合第一方面的第十种可能的实现方式，在第一方面的第十二种可能的实现方式中，所述比较单元用于通过如下公式计算将所述估算姿态信息与所述测量姿态信息进行比较：

其中，所述T为所述估算姿态信息与所述测量姿态信息的比较结果，所述i表示所述定标装置所处的第i个拍摄位置，其中，i大于或者等于1，且小于或者等于所述n，所述j表示所述定标装置所处各位置时所述摄像装置第j次采集，其中，j大于或者等于1，且小于或者等于所述m，w₁、w₂和w₃为预设的权值，所述

表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置坐标系的Y 轴与磁北的夹角的估算值，所述

第二方面，本发明提供一种智能设备，包括：处理器、网络接口、存储器、通信总线、摄像装置和传感器，其中，所述通信总线用于实现所述处理器、所述网络接口、所述存储器、所述摄像装置和所述传感器之间连接通信，所述处理器用于执行所述存储器中存储的程序；其中，所述程序包括：

获取所述摄像装置采集定标装置的图像时所述定标装置坐标系在世界坐标系的测量姿态信息，其中，所述测量姿态信息用于表示所述定标装置坐标系在所述世界坐标系的朝向；

计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述世界坐标系与传感器坐标系的第一姿态关系，以及计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述摄像装置坐标系与所述定标装置坐标系的第二姿态关系；

获取所述摄像装置坐标系与所述传感器坐标系的初始姿态关系，并根据所述初始姿态关系、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系中的估算姿态信息；

基于所述估算姿态信息和所述测量姿态信息计算所述摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系。

在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述处理器执行的基于所述估算姿态信息和所述测量姿态信息计算所述摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系的程序，包括：

将所述估算姿态信息与所述测量姿态信息进行比较；

当比较结果达到预先设定的用于校准姿态关系的比较结果时，将计算所述估算姿态信息时使用的所述摄像装置坐标系与传感器坐标系的姿态关系作为所述摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系。

结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述处理器执行的程序还包括：

当比较结果未达到所述预先设定的比较结果时，基于预先设定的生成姿态关系的生成规则生成新的所述摄像装置坐标系与传感器坐标系的姿态关系；

根据所述生成的姿态关系、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系中的估算姿态信息，并再次执行所述将所述估算姿态信息与所述测量姿态信息进行比较的步骤。

结合第二方面，在第二方面的第三种可能的实现方式中，所述处理器执行的基于所述估算姿态信息和所述测量姿态信息计算所述摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系的程序，包括：

结合第二方面或者第二方面的第一种可能的实现方式或者第二方面的第二种可能的实现方式或者第二方面的第三种可能的实现方式，在第二方面的第四种可能的实现方式中，所述摄像装置分别采集处于n个拍摄位置的所述定标装置的图像，且每个拍摄位置以不同的角度采集m次，其中，所述n为大于或者等于1的整数，所述m为大于或者等于1的整数；

所述处理器执行的获取摄像装置采集定标装置时所述定标装置坐标系在世界坐标系的测量姿态信息的程序，包括：

获取所述定标装置在各拍摄位置时所述定标装置坐标系在世界坐标系的测量姿态信息。

结合第二方面的第四种可能的实现方式，在第二方面的第五种可能的实现方式中，所述处理器执行的根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系中的估算姿态信息的程序，包括：

根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系的下倾角的估算值；

根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的估算值；

根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的估算值。

结合第二方面的第五种可能的实现方式，在第二方面的第六种可能的实现方式中，所述处理器执行的程序还包括：

根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系与所述世界坐标系的第三姿态关系。

结合第二方面的第六种可能的实现方式，在第二方面的第七种可能的实现方式中，所述处理器执行的根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系的下倾角的估算值的程序，包括：

计算所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时的所述第三姿态关系与所述定标装置坐标系的Z轴在所述定标装置坐标系中的向量的乘积，并将所述乘积与重力方向的夹角为作为所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系的下倾角的估算值，所述i大于或者等于1，且小于或者等于所述n，所述j大于或者等于1，且小于或者等于所述m。

结合第二方面的第六种可能的实现方式，在第二方面的第八种可能的实现方式中，所述处理器执行的根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的估算值的程序，包括：

计算所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时的所述第三姿态关系与所述定标装置坐标系的X轴在所述定标装置坐标系中的向量的乘积，并将所述乘积与磁北方向的夹角作为所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的估算值，所述i大于或者等于1，且小于或者等于所述n，所述j大于或者等于1，且小于或者等于所述m。

结合第二方面的第六种可能的实现方式，在第二方面的第九种可能的实现方式中，所述处理器执行的根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的估算值的程序，包括：

计算所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时的所述第三姿态关系与所述定标装置坐标系的Y轴在所述定标装置坐标系中的向量的乘积，并将所述乘积与磁北方向的夹角作为所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的估算值，所述i大于或者等于1，且小于或者等于所述n，所述j大于或者等于1，且小于或者等于所述m。

结合第二方面的第五种可能的实现方式或者第二方面的第六种可能的实现方式或者第二方面的第七种可能的实现方式或者第二方面的第八种可能的实现方式或者第二方面的第九种可能的实现方式，在第二方面的第十种可能的实现方式中，所述处理器执行的获取所述定标装置在各拍摄位置时所述定标装置坐标系在世界坐标系的测量姿态信息的程序，包括：

获取所述定标装置在各拍摄位置时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系的下倾角的测量值；

获取所述定标装置在各拍摄位置时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的测量值；

获取所述定标装置在各拍摄位置时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的测量值。

结合第二方面的第十种可能的实现方式，在第二方面的第十一种可能的实现方式中，所述处理器执行的将所述估算姿态信息与所述测量姿态信息进行比较的程序，包括：

将所述下倾角的估算值、所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的估算值和所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的估算值分别与所述下倾角的测量值、所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的测量值和所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的测量值进行加权距离计算，并将所述计算结果作为所述估算姿态信息与所述测量姿态信息的比较结果。

结合第二方面的第十种可能的实现方式，在第二方面的第十二种可能的实现方式中，所述处理器执行的将所述估算姿态信息与所述测量姿态信息进行比较的程序，包括：

通过如下公式计算将所述估算姿态信息与所述测量姿态信息进行比较：

第三方面，本发明提供一种智能设备的姿态关系计算方法，其特征在于，包括：

获取摄像装置采集定标装置的图像时所述定标装置坐标系在世界坐标系的测量姿态信息，其中，所述测量姿态信息用于表示所述定标装置坐标系在所述世界坐标系的朝向；

在第三方面的第一种可能的实现方式中，所述基于所述估算姿态信息和所述测量姿态信息计算所述摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系，包括：

将所述估算姿态信息与所述测量姿态信息进行比较；

结合第三方面的第一种可能的实现方式，在第三方面的第二种可能的实现方式中，所述方法还包括：

结合第三方面，在第三方面的第三种可能的实现方式中，所述基于所述估算姿态信息和所述测量姿态信息计算所述摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系，包括：

结合第三方面的上述任一种可能的实现方式，在第三方面的第四种可能的实现方式中，所述摄像装置分别采集处于n个拍摄位置的所述定标装置的图像，且每个拍摄位置以不同的角度采集m次，其中，所述n为大于或者等于1的整数，所述m为大于或者等于1的整数；

所述获取摄像装置采集定标装置时所述定标装置坐标系在世界坐标系的测量姿态信息，包括：

结合第三方面的第四种可能的实现方式，在第三方面的第五种可能的实现方式中，所述根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系中的估算姿态信息，包括：

结合第三方面的第五种可能的实现方式，在第三方面的第六种可能的实现方式中，所述方法还包括：

结合第三方面的第六种可能的实现方式，在第三方面的第七种可能的实现方式中，所述根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系的下倾角的估算值，包括：

结合第三方面的第六种可能的实现方式，在第三方面的第八种可能的实现方式中，所述根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的估算值，包括：

结合第三方面的第六种可能的实现方式，在第三方面的第九种可能的实现方式中，所述根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的估算值，包括：

结合第三方面的第五种可能的实现方式或者第三方面的第六种可能的实现方式或者第三方面的第七种可能的实现方式或者第三方面的第八种可能的实现方式或者第三方面的第九种可能的实现方式，在第三方面的第十种可能的实现方式中，所述获取所述定标装置在各拍摄位置时所述定标装置坐标系在世界坐标系的测量姿态信息，包括：

结合第三方面的第十种可能的实现方式，在第三方面的第十一种可能的实现方式中，所述将所述估算姿态信息与所述测量姿态信息进行比较，包括：

结合第三方面的第十种可能的实现方式，在第三方面的第十二种可能的实现方式中，所述将所述估算姿态信息与所述测量姿态信息进行比较，包括：

表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置坐标系的X 轴与磁北的夹角的估算值，所述

上述技术方案中，获取摄像装置采集定标装置的图像时所述定标装置坐标系在世界坐标系的测量姿态信息，其中，所述测量姿态信息用于表示所述定标装置坐标系在所述世界坐标系的朝向；计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述世界坐标系与传感器坐标系的第一姿态关系，以及计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述摄像装置坐标系与所述定标装置坐标系的第二姿态关系；获取所述摄像装置坐标系与所述传感器坐标系的初始姿态关系，并根据所述初始姿态关系、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系中的估算姿态信息；基于所述估算姿态信息和所述测量姿态信息计算所述摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系。从而可以实现校准智能设备中传感器坐标系与摄像装置坐标系的姿态关系。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种智能设备的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种智能设备的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种智能设备的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的另一种智能设备的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的另一种智能设备的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的另一种智能设备的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的另一种智能设备的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的一种智能设备的姿态关系计算方法的流程示意图；

图9是本发明实施例提供的另一种智能设备的姿态关系计算方法的流程示意图；

图10是本发明实施例提供的另一种智能设备的姿态关系计算方法的流程示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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作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。

请参阅图1，图1是本发明实施例提供的一种智能设备的结构示意图，如图1所示，包括：获取单元11、第一计算单元12、第二计算单元13和第三计算单元14，其中：

获取单元11，用于获取摄像装置采集定标装置的图像时所述定标装置坐标系在世界坐标系的测量姿态信息，其中，所述测量姿态信息用于表示所述定标装置坐标系在所述世界坐标系的朝向。

可选的，上述测量姿态信息可以是倾角仪测量定标装置坐标系在世界坐标系的朝向信息作为上述测量姿态信息，或者可以通过姿态测量仪测量定标装置坐标系在世界坐标系的姿态信息作为上述测量姿态信息。另外，由于上述测量姿态信息是通过测量姿态的专门的工具进行测量的，这样上述测量姿态信息可以很精准地表示出定标装置坐标系在世界坐标系的姿态信息，或者可理解为上述测量姿态信息是高精准的姿态信息。另外，智能设备可以是通过智能设备自身携带的工具测量出上述测量姿态信息。或者可以是接收用户输入的上述测量状态信息，或者可以是接收其他设备发送的上述测量状态信息等等，此处不作限定。

第一计算单元12，用于计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述世界坐标系与传感器坐标系的第一姿态关系，以及计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述摄像装置坐标系与所述定标装置坐标系的第二姿态关系。

可选的，第一计算单元12可以是根据上述传感器采用的传感数据计算世界坐标系与传感器坐标系的第一姿态关系。例如：通过传感器采集的加速度和磁通数据计算世界坐标系与传感器坐标系的第一姿态关系。

可选的，上述定标装置可以是放置在某一特定位置的物品，例如：放置在与水平面平行的平面上的物品，或者放置在与水平面成60度的平面上的物品等。通过摄像装置采集到的上述定标装置的图像计算摄像装置坐标系与所述定标装置坐标系的第二姿态关系。另外，上述定标装置可以是定标板。

第二计算单元13，用于获取所述摄像装置坐标系与所述传感器坐标系的初始姿态关系，并根据所述初始姿态关系、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系中的估算姿态信息。

可选的，上述初始姿态关系可以是用户输入摄像装置坐标系与传感器坐标系之间的姿态关系，或者可以是接收其他设备发送的摄像装置坐标系与传感器坐标系之间的姿态关系。另外，这里的摄像装置坐标系与传感器坐标系之间的姿态关系可以理解为假设的姿态关系，例如：可以是摄像装置坐标系与传感器坐标系之间的理想姿态关系，如单位矩阵表示的无偏移旋转关系。

当世界坐标系与传感器坐标系的第一姿态关系和所述摄像装置坐标系与传感器坐标系的初始姿态关系已知后，就可以得到世界坐标系与所述摄像装置坐标系之间的姿态关系，且由于所述摄像装置坐标系与所述定标装置坐标系的第二姿态关系已知后，就可以得到世界坐标系与所述定标装置坐标系之间的姿态关系，即可以得到定标装置坐标系在所述世界坐标系中的估算姿态信息。

第三计算单元14，用于基于所述估算姿态信息和所述测量姿态信息计算所述摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系。

由于上述估算姿态信息和测量姿态信息都是反应定标装置坐标系在世界坐标系中的空间姿态，而测量姿态信息是实际测量出来的，即该测量姿态信息表示定标装置坐标系在世界坐标系中高准确度的空间姿态，而估算姿态信息是基于上述初始姿态关系计算得到的。这样第三计算单元14就可以在当测量姿态信息与估算状态信息相同或者相似时，就可以将上述初始姿态关系作为摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系；或者当测量姿态信息与估算状态信息存在一定差别时，将上述初始姿态关系进行特定调整后，再将调整后的姿态关系作为摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系；或者当测量姿态信息与估算状态信息存在一定差别时，将上述初始姿态关系进行调整后，再根据调整后的姿态关系生成定标装置坐标系在所述世界坐标系中的估算姿态信息，再根据该估算姿态信息与测量姿态信息计算所述摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系。

可选的，上述能设备可以包括但不限于：平板电脑、手机、电子阅读器、遥控器、个人计算机(Personal Computer，PC)、笔记本电脑、车载设备、网络电视、可穿戴设备等用户设备(user equipment,UE)。

请参阅图2，图2是本发明实施例提供的另一种智能设备的结构示意图，如图2所示，包括：获取单元21、第一计算单元22、第二计算单元23和第三计算单元24，第三计算单元24包括：比较单元241和计算子单元242，其中：

获取单元21，用于获取摄像装置采集定标装置的图像时所述定标装置坐标系在世界坐标系的测量姿态信息，其中，所述测量姿态信息用于表示所述定标装置坐标系在所述世界坐标系的朝向。

第一计算单元22，用于计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述世界坐标系与传感器坐标系的第一姿态关系，以及计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述摄像装置坐标系与所述定标装置坐标系的第二姿态关系。

可选的，第一计算单元22可以是采用传感器数据预处理的方式对传感器采集的加速度和磁通预数据进行处理，以得到更加精确的传感器数据，之后再通过传感器数据计算世界坐标系与传感器坐标系的第一姿态关系。

具体可以通过如下公式计算出世界坐标系与传感器坐标系的第一姿态关系：

其中，所述

为世界坐标系与传感器坐标系的第一姿态关系，其中，ψ,θ,φ分别表示偏航角(yaw)、俯仰角(pitch)和滚转角(roll)角度，R_x(φ)R_y(θ)R_z(ψ)可以通过如下公式表示

这样通过上述公式就可以计算世界坐标系与传感器坐标系的第一姿态关系，具体可以是得到一个旋转矩阵。

可选的，第一计算单元22可以是通过摄像装置拍照的方式计算出所述摄像装置坐标系与所述定标装置坐标系的第二姿态关系。此处为公知的技术特征，不作详细说明。

第二计算单元23，用于获取所述摄像装置坐标系与所述传感器坐标系的初始姿态关系，并根据所述初始姿态关系、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系中的估算姿态信息。

比较单元241，用于将所述估算姿态信息与所述测量姿态信息进行比较。

计算子单元242，用于当比较结果达到预先设定的用于校准姿态关系的比较结果时，将计算所述估算姿态信息时使用的所述摄像装置坐标系与传感器坐标系的姿态关系作为所述摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系。

由于世界坐标系与传感器坐标系的第一姿态关系、摄像装置坐标系与所述定标装置坐标系的第二姿态关系、摄像装置坐标系与传感器坐标系的姿态关系以及定标装置坐标系在所述世界坐标系中的姿态信息这四者之间的关系在同一时刻是不变的，这样通过一个假设的摄像装置坐标系与传感器坐标系的姿态关系就可以得到一个定标装置坐标系在所述世界坐标系中的估算姿态信息，当该估算姿态信息与测量姿态信息相同或者相似时，就可以确定上述假设的摄像装置坐标系与传感器坐标系的姿态关系为摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系。

可选的，上述预先设定的用于校准姿态关系的比较结果可以是估算姿态信息与所述测量姿态信息相同，或者估算姿态信息与所述测量姿态信息的相似度大于或者等于特定阈值，或者估算姿态信息与所述测量姿态信息之间的差异小于或者等于特定阈值，其中，上述特定阈值可以是智能设备默认或者预先设定的阈值，例如：98％或者99％等。

可选的，如图3所示，上述设备还可以包括：

生成单元25，用于当比较结果未达到所述预先设定的比较结果时，基于预先设定的生成姿态关系的生成规则生成新的所述摄像装置坐标系与传感器坐标系的姿态关系；

第四计算单元26，用于根据所述生成的姿态关系、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系中的估算姿态信息。

上述比较结果未达到所述预先设定的比较结果可以是表示上述估算姿态信息与测量姿态信息的差别较大，这时就可以根据预设规则生成新的姿态关系。例如：根据上述初始姿态关系计算的估算姿态信息与测量姿态信息差别较大时，就说明上述初始姿态关系并非摄像装置坐标系与传感器坐标系高准确度的姿态关系，或者上述初始姿态关系的精度比较低，从而需要基于该初始姿态关系生成新的姿态关系。

可选的，上述生成规则可以包括：

根据上述比较结果生成新的姿态关系。

例如：当比较结果表示估算姿态信息与测量姿态信息的差异较大时，就可以将计算所述估算姿态信息时使用的所述摄像装置坐标系与传感器坐标系的姿态关系进行大幅度的调整；例如：当使用上述初始姿态关系计算的估算姿态信息与测量姿态信息的差异较大时，就可以将该初始姿态关系进行大幅度的调整。

当比较结果表示估算姿态信息与测量姿态信息的差异较小时，可以将计算所述估算姿态信息时使用的所述摄像装置坐标系与传感器坐标系的姿态关系进行小幅度的调整。例如：当使用上述初始姿态关系计算的估算姿态信息与测量姿态信息的差异较小时，就可以将该初始姿态关系进行小幅度的调整。

可选的，上述预设规则还可以包括：

在预设范围内随机生成所述摄像装置坐标系与传感器坐标系的姿态关系。

可选的，上述生成规则还可以包括：

通过Levenberg-Marquardt算法生成所述摄像装置坐标系与传感器坐标系的姿态关系。

可选的，上述摄像装置坐标系与传感器坐标系的姿态关系具体可以为一个旋转矩阵R，该旋转矩阵可以变换为一个三元组，其中，该变换可以是用Rodrigues变换。

另外，当第四计算单元26计算完估算姿态信息后，计算子单元242就可以使用第四计算单元26计算的估算姿态信息计算所述摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系

可选的，本实施例中为了得到更加准确和精确的效果，上述定标装置的拍摄位置尽可能覆盖整个三维空间。例如：摄像装置分别采集处于n个拍摄位置的所述定标装置的图像，且每个拍摄位置以不同的角度采集m次，其中，所述n为大于1的整数，所述m为大于1的整数。例如：摄像装置对定标装置水平放置在水平面上、定标装置垂直水平面放置和定标装置下倾角60度放置时定时装置进行采集，另外，在上述三个位置上定标装置还可以是按每隔180度旋转一次定标装置，再对旋转后的定标装置进行采用。且每个拍摄位置可以不同的角度采集多次，例如：每隔30角度采集一次图像。这样通过上述方式就可以得到6个拍摄位置，以及每个拍摄位置以不同的角度采集12次，一个采集72张图像。

该实施方式中，获取单元21可以用于获取所述定标装置在各拍摄位置时所述定标装置坐标系在世界坐标系的测量姿态信息。

该实施方式中，如图4所示，第二计算单元23可以包括：

第一估算单元231，用于根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系的下倾角的估算值；

第二估算单元232，用于根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的估算值；

第三估算单元233，用于根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的估算值。

该实施方式中可以通过上述下倾角、X轴与磁北的夹角和Y轴与磁北的夹角的估算值，以及上述测量测量姿态信息计算摄像装置坐标系与传感器坐标系的姿态关系。另外，上述测量测量姿态信息可以包括上述下倾角、X轴与磁北的夹角和Y轴与磁北的夹角的测量值。

可选的，上述设备还可以包括：

第五计算单元27，用于根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系与所述世界坐标系的第三姿态关系。

例如：可以通过如下公式计算上述第三姿态关系：

其中，所述

为所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时定标装置与世界坐标系的第三姿态关系，

为所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时世界坐标系与传感器坐标系的第一姿态关系，

为所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时摄像装置坐标系与传感器坐标系的姿态关系，该姿态关系可以为假设的姿态关系，例如：上述初始姿态关系，

为所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时摄像装置坐标系与所述定标装置坐标系的第二姿态关系，其中，所述i大于或者等于1，且小于或者等于所述n，所述j大于或者等于1，且小于或者等于所述m。

可选的，第一估算单元231可以用于计算所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时的所述第三姿态关系与所述定标装置坐标系的Z轴在所述定标装置坐标系中的向量的乘积，并将所述乘积与重力方向的夹角为作为所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系的下倾角的估算值，所述i大于或者等于1，且小于或者等于所述n，所述j大于或者等于1，且小于或者等于所述m。

可选的，第二估算单元232可以用于计算所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时的所述第三姿态关系与所述定标装置坐标系的X轴在所述定标装置坐标系中的向量的乘积，并将所述乘积与磁北方向的夹角作为所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的估算值，所述i大于或者等于1，且小于或者等于所述n，所述j大于或者等于1，且小于或者等于所述m。

可选的，第三估算单元231可以用于计算所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时的所述第三姿态关系与所述定标装置坐标系的Y轴在所述定标装置坐标系中的向量的乘积，并将所述乘积与磁北方向的夹角作为所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的估算值，所述i大于或者等于1，且小于或者等于所述n，所述j大于或者等于1，且小于或者等于所述m。

上述对下倾角、X轴与磁北的夹角和Y轴与磁北的夹角的估算值可以通过如下公式计算：

其中，上述

分别表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时计算得到定标装置坐标系X轴、Y轴和Z轴在世界坐标系下的3维向量。

和

分别表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时定标装置坐标系的X轴、Y轴和Z轴在定标装置坐标系的3维向量，

表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时定标装置坐标系在所述世界坐标系的下倾角的估算值，

表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的估算值，

表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的估算值，上述

表示

与重力方向的夹角，

表示

投影到水平面上和磁北方向的夹角，

表示

投影到水平面上和磁北方向的夹角。

通过上述公式就可以得到上述下倾角、X轴与磁北的夹角和Y轴与磁北的夹角的估算值。

可选的，如图5所示，获取单元21可以包括：

第一获取子单元211，用于获取所述定标装置在各拍摄位置时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系的下倾角的测量值；

第二获取子单元212，用于获取所述定标装置在各拍摄位置时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的测量值；

第三获取子单元213，用于获取所述定标装置在各拍摄位置时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的测量值。

比较单元241可以用于将所述下倾角的估算值、所述定标装置坐标系的X 轴与磁北的夹角的估算值和所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的估算值分别与所述下倾角的测量值、所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的测量值和所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的测量值进行加权距离计算，并将所述计算结果作为所述估算姿态信息与所述测量姿态信息的比较结果。

例如：比较单元241可以通过如下公式计算将所述估算姿态信息与所述测量姿态信息进行比较：

其中，上述w₁、w₂和w₃可以为预设配置的，例如：将w₁：w₂：w₃可以配置为100：1：1。

本实施例，在图1所示的实施例的基础上增加了多种可选的实施方式，且都可以实现校准智能设备中传感器坐标系与摄像装置坐标系的姿态关系。

请参阅图6，图6是本发明实施例提供的另一种智能设备的结构示意图，如图6所示，包括：获取单元61、第一计算单元62、第二计算单元63和第三计算单元64，其中：

获取单元61，用于获取摄像装置采集定标装置的图像时所述定标装置坐标系在世界坐标系的测量姿态信息，其中，所述测量姿态信息用于表示所述定标装置坐标系在所述世界坐标系的朝向。

第一计算单元62，用于计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述世界坐标系与传感器坐标系的第一姿态关系，以及计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述摄像装置坐标系与所述定标装置坐标系的第二姿态关系。

第二计算单元63，用于获取所述摄像装置坐标系与所述传感器坐标系的初始姿态关系，并根据所述初始姿态关系、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系中的估算姿态信息。

第三计算单元64，用于基于所述估算姿态信息和所述测量姿态信息计算所述摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系。

通过目标公式计算所述摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系。

其中，目标公式可以如下：

可选的，可以是对上述公式进行优化求解，就可以得到摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系。例如：可以通过用Levenberg-Marquardt算法进行优化求解。具体可以是通过带有不同优化参数的Levenberg-Marquardt算法生成多个候选(或者理解为假设)的所述摄像装置坐标系与传感器坐标系的姿态关系，再根据该所述摄像装置坐标系与传感器坐标系的姿态关系计算所述定标装置坐标系在所述世界坐标系中的估算姿态信息，当某一个候选的所述摄像装置坐标系与传感器坐标系的姿态关系计算出的上述估算姿态信息与测量姿态信息的差异(或者均方误差)最小时，该候选的所述摄像装置坐标系与传感器坐标系的姿态关系就可以作为所述摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系。

其中，上述公式中的待求解参数为一个旋转矩阵R，这样可以将待求解参数变换为一个三元组，故上述公式的未知参数是一组三元向量。其中，该变换可以是用Rodrigues变换。

请参阅图7，图7是本发明实施例提供的另一种智能设备的结构示意图，如图7所示，包括：处理器71、网络接口72、存储器73、通信总线74、摄像装置75和传感器76，其中，所述通信总线74用于实现所述处理器71、所述网络接口72、所述存储器73、所述摄像装置74和所述传感器75之间连接通信，所述处理器71用于执行所述存储器73中存储的程序；其中，所述程序包括：

获取所述摄像装置75采集定标装置的图像时所述定标装置坐标系在世界坐标系的测量姿态信息，其中，所述测量姿态信息用于表示所述定标装置坐标系在所述世界坐标系的朝向；

计算所述摄像装置75采集所述定标装置的图像时所述世界坐标系与传感器坐标系的第一姿态关系，以及计算所述摄像装置75采集所述定标装置的图像时所述摄像装置75坐标系与所述定标装置坐标系的第二姿态关系；

获取所述摄像装置75坐标系与所述传感器坐标系的初始姿态关系，并根据所述初始姿态关系、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置75采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系中的估算姿态信息；

基于所述估算姿态信息和所述测量姿态信息计算所述摄像装置75坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系。

可选的，处理器71执行的基于所述估算姿态信息和所述测量姿态信息计算所述摄像装置75坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系的程序，可以包括：

将所述估算姿态信息与所述测量姿态信息进行比较；

当比较结果达到预先设定的用于校准姿态关系的比较结果时，将计算所述估算姿态信息时使用的所述摄像装置75坐标系与传感器坐标系的姿态关系作为所述摄像装置75坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系。

可选的，处理器71执行的程序还可以包括：

当比较结果未达到所述预先设定的比较结果时，基于预先设定的生成姿态关系的生成规则生成新的所述摄像装置75坐标系与传感器坐标系的姿态关系；

根据所述生成的姿态关系、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置75采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系中的估算姿态信息，并再次执行所述将所述估算姿态信息与所述测量姿态信息进行比较的步骤。

通过如下公式计算所述摄像装置75坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系

其中，上述公式求得的解为所述摄像装置75坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系，所述min()为最小值函数，所述i表示所述定标装置所处的第i个拍摄位置，其中，i大于或者等于1，且小于或者等于n，所述n为所述定标装置在拍摄时所处的拍摄位置的数量，所述j表示所述定标装置所处各位置时所述摄像装置75第j次采集，其中，j大于或者等于1，且小于或者等于m，所述m为每个拍摄位置所述摄像装置75采集的次数，w₁、w₂和w₃为预设的权值，所述

表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置75进行的第j次采集时所述定标装置的下倾角的估算值，所述

表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置75进行的第j次采集时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的估算值，所述

表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置75进行的第j次采集时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的估算值，所述

可选的，所述摄像装置75分别采集处于n个拍摄位置的所述定标装置的图像，且每个拍摄位置以不同的角度采集m次，其中，所述n为大于或者等于1的整数，所述m为大于或者等于1的整数；

处理器701执行的获取摄像装置75采集定标装置时所述定标装置坐标系在世界坐标系的测量姿态信息的程序，可以包括：

可选的，处理器71执行的根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置75采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系中的估算姿态信息的程序，可以包括：

根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置75采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系的下倾角的估算值；

根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置75采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的估算值；

根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置75采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的估算值。

可选的，处理器71执行的程序还可以包括：

根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置75采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系与所述世界坐标系的第三姿态关系。

可选的，处理器71执行的根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置75采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系的下倾角的估算值的程序，可以包括：

计算所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置75进行的第j次采集时的所述第三姿态关系与所述定标装置坐标系的Z轴在所述定标装置坐标系中的向量的乘积，并将所述乘积与重力方向的夹角为作为所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置75进行的第j次采集时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系的下倾角的估算值，所述i大于或者等于1，且小于或者等于所述n，所述j大于或者等于1，且小于或者等于所述m。

可选的，处理器71执行的根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置75采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的估算值的程序，可以包括：

计算所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置75进行的第j次采集时的所述第三姿态关系与所述定标装置坐标系的X轴在所述定标装置坐标系中的向量的乘积，并将所述乘积与磁北方向的夹角作为所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置75进行的第j次采集时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的估算值，所述i大于或者等于1，且小于或者等于所述n，所述j大于或者等于1，且小于或者等于所述m。

可选的，处理器71执行的根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置75采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的估算值的程序，可以包括：

计算所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置75进行的第j次采集时的所述第三姿态关系与所述定标装置坐标系的Y轴在所述定标装置坐标系中的向量的乘积，并将所述乘积与磁北方向的夹角作为所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置75进行的第j次采集时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的估算值，所述i大于或者等于1，且小于或者等于所述n，所述j大于或者等于1，且小于或者等于所述m。

可选的，处理器71执行的获取所述定标装置在各拍摄位置时所述定标装置坐标系在世界坐标系的测量姿态信息的程序，可以包括：

可选的，处理器71执行的将所述估算姿态信息与所述测量姿态信息进行比较的程序，可以包括：

其中，所述T为所述估算姿态信息与所述测量姿态信息的比较结果，所述i表示所述定标装置所处的第i个拍摄位置，其中，i大于或者等于1，且小于或者等于所述n，所述j表示所述定标装置所处各位置时所述摄像装置75第j次采集，其中，j大于或者等于1，且小于或者等于所述m，w₁、w₂和w₃为预设的权值，所述

可选的，上述智能设备可以包括但不限于：平板电脑、手机、电子阅读器、遥控器、PC、笔记本电脑、车载设备、网络电视、可穿戴设备等UE。

请参阅图8，图8是本发明实施例提供的一种智能设备的姿态关系计算方法的流程示意图，如图8所示，包括以下步骤：

801、获取摄像装置采集定标装置的图像时所述定标装置坐标系在世界坐标系的测量姿态信息，其中，所述测量姿态信息用于表示所述定标装置坐标系在所述世界坐标系的朝向。

802、计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时世界坐标系与传感器坐标系的第一姿态关系，以及计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述摄像装置坐标系与所述定标装置坐标系的第二姿态关系。

可选的，步骤802可以是根据上述传感器采用的传感数据计算世界坐标系与传感器坐标系的第一姿态关系。例如：通过传感器采集的加速度和磁通数据计算世界坐标系与传感器坐标系的第一姿态关系。

803、获取所述摄像装置坐标系与传感器坐标系的初始姿态关系，并根据所述初始姿态关系、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系中的估算姿态信息。

804、基于所述估算姿态信息和所述测量姿态信息计算所述摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系。

由于上述估算姿态信息和测量姿态信息都是反应定标装置坐标系在世界坐标系中的空间姿态，而测量姿态信息是实际测量出来的，即该测量姿态信息表示定标装置坐标系在世界坐标系中高准确度的空间姿态，而估算姿态信息是基于上述初始姿态关系计算得到的。这样步骤804就可以在当测量姿态信息与估算状态信息相同或者相似时，就可以将上述初始姿态关系作为摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系；或者当测量姿态信息与估算状态信息存在一定差别时，将上述初始姿态关系进行特定调整后，再将调整后的姿态关系作为摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系；或者当测量姿态信息与估算状态信息存在一定差别时，将上述初始姿态关系进行调整后，再根据调整后的姿态关系生成定标装置坐标系在所述世界坐标系中的估算姿态信息，再根据该估算姿态信息与测量姿态信息计算所述摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系。

可选的，上述方法可以应用于智能设备，具体可以是单个智能设备独立实现，或者可以是多个设备联合一起实现。其中，该智能设备可以包括但不限于：平板电脑、手机、电子阅读器、遥控器、PC、笔记本电脑、车载设备、网络电视、可穿戴设备等UE。

请参阅图9，图9是本发明实施例提供的另一种姿态关系计算方法的流程示意图，如图9所示，包括以下步骤：

901、获取摄像装置采集定标装置的图像时所述定标装置坐标系在世界坐标系的测量姿态信息，其中，所述测量姿态信息用于表示所述定标装置坐标系在所述世界坐标系的朝向。

902、计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时世界坐标系与传感器坐标系的第一姿态关系，以及计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述摄像装置坐标系与所述定标装置坐标系的第二姿态关系。

可选的，步骤902可以是采用传感器数据预处理的方式对传感器采集的加速度和磁通数据进行预处理，以得到更加精确的传感器数据，之后再通过传感器数据计算世界坐标系与传感器坐标系的第一姿态关系。

其中，所述

为世界坐标系与传感器坐标系的第一姿态关系，其中，ψ,θ,φ分别表示偏航角(yaw)、俯仰角(pitch)和滚转角(roll)角度， R_x(φ)R_y(θ)R_z(ψ)可以通过如下公式表示

可选的，步骤902可以是通过摄像装置拍照的方式计算出所述摄像装置坐标系与所述定标装置坐标系的第二姿态关系。此处为公知的技术特征，不作详细说明。

903、获取所述摄像装置坐标系与传感器坐标系的初始姿态关系，并根据所述初始姿态关系、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系中的估算姿态信息。

904、将所述估算姿态信息与所述测量姿态信息进行比较。

905、当比较结果达到预先设定的用于校准姿态关系的比较结果时，将计算所述估算姿态信息时使用的所述摄像装置坐标系与传感器坐标系的姿态关系作为所述摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系。

可选的，所述方法还可以包括如下步骤：

906、当比较结果未达到所述预先设定的比较结果时，基于预先设定的生成姿态关系的生成规则生成新的所述摄像装置坐标系与传感器坐标系的姿态关系。

可选的，上述生成规则可以包括：

根据上述比较结果生成新的姿态关系。

可选的，上述预设规则还可以包括：

可选的，上述生成规则还可以包括：

907、根据所述生成的姿态关系、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系中的估算姿态信息。

执行完步骤907之后，就可以再次执行步骤904。

另外，当再次执行步骤904时，比较结果还是未达到上述预先设定的比较结果时重复执行步骤906，当然执行步骤906可以是根据上一次执行步骤906时生成的姿态关系生成新的姿态关系，之后再重复执行步骤907，这样形成一种循环，直到估算姿态信息与测量姿态信息的比较结果达到所述预先设定的比较结果。

该实施方式中，步骤901可以包括：

获取所述定标装置在各拍摄位置时所述定标装置坐标系在世界坐标系的测量姿态信息。即可以得到n个测量姿态信息。

步骤902可以包括：

计算所述摄像装置每次采集所述定标装置时世界坐标系与传感器坐标系的第一姿态关系，以及计算所述摄像装置每次采集所述定标装置时所述摄像装置坐标系与所述定标装置坐标系的第二姿态关系；

步骤903可以包括：

根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置每次采集所述定标装置时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系中的估算姿态信息。

可选的，上述步骤903可以包括：

根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系的下倾角的估算值；

根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的估算值；

根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的估算值。

可选的，上述方法还可以包括：

根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置时所述定标装置坐标系与所述世界坐标系的第三姿态关系。

例如：可以通过如下公式计算上述第三姿态关系：

其中，所述

可选的，上述根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系的下倾角的估算值的步骤，可以包括：

可选的，上述根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的估算值的步骤，可以包括：

可选的，上述根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的估算值的步骤，可以包括：

其中，上述

和

表示

与重力方向的夹角，

表示

投影到水平面上和磁北方向的夹角，

表示

投影到水平面上和磁北方向的夹角。

可选的，上述获取所述定标装置在各拍摄位置时所述定标装置坐标系在世界坐标系的测量姿态信息的步骤，可以包括：

可选的，步骤904可以包括：包括：

将所述下倾角的估算值、所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的估算值和所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的估算值分别与所述下倾角的测量值、所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的测量值和所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的测量值进行加权距离计算并将所述计算结果作为所述估算姿态信息与所述测量姿态信息的比较结果。

例如：904可以包括：包括：

本实施例，在图8所示的实施例的基础上增加了多种可选的实施方式，且都可以实现校准智能设备中传感器坐标系与摄像装置坐标系的姿态关系。

请参阅图10，图10是本发明实施例提供的另一种姿态关系计算方法的流程示意图，如图10所示，包括以下步骤：

1001、获取摄像装置采集定标装置的图像时所述定标装置坐标系在世界坐标系的测量姿态信息，其中，所述测量姿态信息用于表示所述定标装置坐标系在所述世界坐标系的朝向。

1002、计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时世界坐标系与传感器坐标系的第一姿态关系，以及计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述摄像装置坐标系与所述定标装置坐标系的第二姿态关系。

1003、获取所述摄像装置坐标系与传感器坐标系的初始姿态关系，并根据所述初始姿态关系、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系中的估算姿态信息。

1004、通过目标公式计算所述摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系。

其中，目标公式可以如下：

可选的，所述摄像装置分别采集处于n个拍摄位置的所述定标装置，且每个拍摄位置以不同的角度采集m次，其中，所述n为大于或者等于1的整数，所述m为大于或者等于1的整数；

所述获取摄像装置采集定标装置时所述定标装置坐标系在世界坐标系的测量姿态信息，可以包括：

获取所述定标装置在各拍摄位置时所述定标装置坐标系在世界坐标系的测量姿态信息；

所述计算所述摄像装置采用所述定标装置时世界坐标系与传感器坐标系的第一姿态关系，可以包括：

计算所述摄像装置每次采集所述定标装置时世界坐标系与传感器坐标系的第一姿态关系；

所述计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述摄像装置坐标系与所述定标装置坐标系的第二姿态关系，可以包括：

计算所述摄像装置每次采集所述定标装置时所述摄像装置坐标系与所述定标装置坐标系的第二姿态关系；

所述根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系中的估算姿态信息，可以包括：

可选的，上述根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系中的估算姿态信息，可以包括：

可选的，上述方法还可以包括：

可选的，上述根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系的下倾角的估算值，可以包括：

可选的，上述根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的估算值，可以包括：

可选的，上述根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的估算值，可以包括：

可选的，上述获取所述定标装置在各拍摄位置时所述定标装置坐标系在世界坐标系的测量姿态信息，可以包括：

需要说明的是，本实施例中的介绍的多种实施方式都可以参考图2所示的实施例中介绍的实施方式，此处不作重复说明。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)等。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims

一种智能设备，其特征在于，包括：获取单元、第一计算单元、第二计算单元和第三计算单元，其中：

所述获取单元，用于获取摄像装置采集定标装置的图像时所述定标装置坐标系在世界坐标系的测量姿态信息，其中，所述测量姿态信息用于表示所述定标装置坐标系在所述世界坐标系的朝向；

所述第一计算单元，用于计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述世界坐标系与传感器坐标系的第一姿态关系，以及计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述摄像装置坐标系与所述定标装置坐标系的第二姿态关系；

所述第二计算单元，用于获取所述摄像装置坐标系与所述传感器坐标系的初始姿态关系，并根据所述初始姿态关系、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系中的估算姿态信息；

所述第三计算单元，用于基于所述估算姿态信息和所述测量姿态信息计算所述摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系。
如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第三计算单元包括：

比较单元，用于将所述估算姿态信息与所述测量姿态信息进行比较；

计算子单元，用于当比较结果达到预先设定的用于校准姿态关系的比较结果时，将计算所述估算姿态信息时使用的所述摄像装置坐标系与传感器坐标系的姿态关系作为所述摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系。
如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

生成单元，用于当比较结果未达到所述预先设定的比较结果时，基于预先设定的生成姿态关系的生成规则生成新的所述摄像装置坐标系与传感器坐标系的姿态关系；

第四计算单元，用于根据所述生成的姿态关系、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系中的估算姿态信息。
如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第三计算单元包括：

通过如下公式计算所述摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系

其中，上述公式求得的解为所述摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系，所述min()为最小值函数，所述i表示所述定标装置所处的第i个拍摄位置，其中，i大于或者等于1，且小于或者等于n，所述n为所述定标装置在拍摄时所处的拍摄位置的数量，所述j表示所述定标装置所处各位置时所述摄像装置第j次采集，其中，j大于或者等于1，且小于或者等于m，所述m为每个拍摄位置所述摄像装置采集的次数，w₁、w₂和w₃为预设的权值，所述
表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置的下倾角的估算值，所述
表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述定标装置的下倾角的测量值，所述
表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的估算值，所述
表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的测量值，所述
表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的估算值，所述
表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的测量值。
如权利要求1-4中任一项所述的设备，其特征在于，所述摄像装置分别采集处于n个拍摄位置的所述定标装置的图像，且每个拍摄位置以不同的角度采集m次，其中，所述n为大于或者等于1的整数，所述m为大于或者等于1的整数；

所述获取单元用于获取所述定标装置在各拍摄位置时所述定标装置坐标系在世界坐标系的测量姿态信息。
如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述第二计算单元包括：

第一估算单元，用于根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系的下倾角的估算值；

第二估算单元，用于根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的估算值；

第三估算单元，用于根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的估算值。
如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

第五计算单元，用于根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系与所述世界坐标系的第三姿态关系。
如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述第一估算单元用于计算所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时的所述第三姿态关系与所述定标装置坐标系的Z轴在所述定标装置坐标系中的向量的乘积，并将所述乘积与重力方向的夹角为作为所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系的下倾角的估算值，所述i大于或者等于1，且小于或者等于所述n，所述j大于或者等于1，且小于或者等于所述m。
如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述第二估算单元用于计算所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时的所述第三姿态关系与所述定标装置坐标系的X轴在所述定标装置坐标系中的向量的乘积，并将所述乘积与磁北方向的夹角作为所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的估算值，所述i大于或者等于1，且小于或者等于所述n，所述j大于或者等于1，且小于或者等于所述m。
如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述第三估算单元用于计算所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时的所述第三姿态关系与所述定标装置坐标系的Y轴在所述定标装置坐标系中的向量的乘积，并将所述乘积与磁北方向的夹角作为所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的估算值，所述i大于或者等于1，且小于或者等于所述n，所述j大于或者等于1，且小于或者等于所述m。
如权利要求5-10中任一项所述的设备，其特征在于，所述获取单元包括：

第一获取子单元，用于获取所述定标装置在各拍摄位置时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系的下倾角的测量值；

第二获取子单元，用于获取所述定标装置在各拍摄位置时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的测量值；

第三获取子单元，用于获取所述定标装置在各拍摄位置时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的测量值。
如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述比较单元用于将所述下倾角的估算值、所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的估算值和所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的估算值分别与所述下倾角的测量值、所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的测量值和所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的测量值进行加权距离计算，并将所述计算结果作为所述估算姿态信息与所述测量姿态信息的比较结果。
如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述比较单元用于通过如下公式计算将所述估算姿态信息与所述测量姿态信息进行比较：

其中，所述T为所述估算姿态信息与所述测量姿态信息的比较结果，所述i表示所述定标装置所处的第i个拍摄位置，其中，i大于或者等于1，且小于或者等于所述n，所述j表示所述定标装置所处各位置时所述摄像装置第j次采集，其中，j大于或者等于1，且小于或者等于所述m，w₁、w₂和w₃为预设的权值，所述
表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置的下倾角的估算值，所述
表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述定标装置的下倾角的测量值，所述
表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的估算值，所述
表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的测量值，所述
表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的估算值，所述
表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的测量值。
一种智能设备，其特征在于，包括：处理器、网络接口、存储器、通信总线、摄像装置和传感器，其中，所述通信总线用于实现所述处理器、所述网络接口、所述存储器、所述摄像装置和所述传感器之间连接通信，所述处理器用于执行所述存储器中存储的程序；其中，所述程序包括：

获取所述摄像装置采集定标装置的图像时所述定标装置坐标系在世界坐标系的测量姿态信息，其中，所述测量姿态信息用于表示所述定标装置坐标系在所述世界坐标系的朝向；

计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述世界坐标系与传感器坐标系的第一姿态关系，以及计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述摄像装置坐标系与所述定标装置坐标系的第二姿态关系；

获取所述摄像装置坐标系与所述传感器坐标系的初始姿态关系，并根据所述初始姿态关系、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系中的估算姿态信息；

基于所述估算姿态信息和所述测量姿态信息计算所述摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系。
如权利要求14所述的设备，其特征在于，所述处理器执行的基于所述估算姿态信息和所述测量姿态信息计算所述摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系的程序，包括：

将所述估算姿态信息与所述测量姿态信息进行比较；

当比较结果达到预先设定的用于校准姿态关系的比较结果时，将计算所述估算姿态信息时使用的所述摄像装置坐标系与传感器坐标系的姿态关系作为所述摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系。
如权利要求15所述的设备，其特征在于，所述处理器执行的程序还包括：

当比较结果未达到所述预先设定的比较结果时，基于预先设定的生成姿态关系的生成规则生成新的所述摄像装置坐标系与传感器坐标系的姿态关系；

根据所述生成的姿态关系、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系中的估算姿态信息，并再次执行所述将所述估算姿态信息与所述测量姿态信息进行比较的步骤。
如权利要求14所述的设备，其特征在于，所述处理器执行的基于所述估算姿态信息和所述测量姿态信息计算所述摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系的程序，包括：

通过如下公式计算所述摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系

其中，上述公式求得的解为所述摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系，所述min()为最小值函数，所述i表示所述定标装置所处的第i个拍摄位置，其中，i大于或者等于1，且小于或者等于n，所述n为所述定标装置在拍摄时所处的拍摄位置的数量，所述j表示所述定标装置所处各位置时所述摄像装置第j次采集，其中，j大于或者等于1，且小于或者等于m，所述m为每个拍摄位置所述摄像装置采集的次数，w₁、w₂和w₃为预设的权值，所述
表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置的下倾角的估算值，所述
表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述定标装置的下倾角的测量值，所述
表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的估算值，所述
表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的测量值，所述
表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的估算值，所述
表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的测量值。
如权利要求14-17中任一项所述的设备，其特征在于，所述摄像装置分别采集处于n个拍摄位置的所述定标装置的图像，且每个拍摄位置以不同的角度采集m次，其中，所述n为大于或者等于1的整数，所述m为大于或者等于1的整数；

所述处理器执行的获取摄像装置采集定标装置时所述定标装置坐标系在世界坐标系的测量姿态信息的程序，包括：

获取所述定标装置在各拍摄位置时所述定标装置坐标系在世界坐标系的测量姿态信息。
如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述处理器执行的根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系中的估算姿态信息的程序，包括：

根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系的下倾角的估算值；

根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的估算值；

根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的估算值。
如权利要求19所述的设备，其特征在于，所述处理器执行的程序还包括：

根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系与所述世界坐标系的第三姿态关系。
如权利要求20所述的设备，其特征在于，所述处理器执行的根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系的下倾角的估算值的程序，包括：

计算所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时的所述第三姿态关系与所述定标装置坐标系的Z轴在所述定标装置坐标系中的向量的乘积，并将所述乘积与重力方向的夹角为作为所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系的下倾角的估算值，所述i大于或者等于1，且小于或者等于所述n，所述j大于或者等于1，且小于或者等于所述m。
如权利要求20所述的程序，其特征在于，所述处理器执行的根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的估算值的程序，包括：

计算所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时的所述第三姿态关系与所述定标装置坐标系的X轴在所述定标装置坐标系中的向量的乘积，并将所述乘积与磁北方向的夹角作为所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的估算值，所述i大于或者等于1，且小于或者等于所述n，所述j大于或者等于1，且小于或者等于所述m。
如权利要求20所述的设备，其特征在于，所述处理器执行的根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的估算值的程序，包括：

计算所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时的所述第三姿态关系与所述定标装置坐标系的Y轴在所述定标装置坐标系中的向量的乘积，并将所述乘积与磁北方向的夹角作为所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的估算值，所述i大于或者等于1，且小于或者等于所述n，所述j大于或者等于1，且小于或者等于所述m。
如权利要求18-23中任一项所述的设备，其特征在于，所述处理器执行的获取所述定标装置在各拍摄位置时所述定标装置坐标系在世界坐标系的测量姿态信息的程序，包括：

获取所述定标装置在各拍摄位置时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系的下倾角的测量值；

获取所述定标装置在各拍摄位置时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的测量值；

获取所述定标装置在各拍摄位置时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的测量值。
如权利要求24所述的设备，其特征在于，所述处理器执行的将所述估算姿态信息与所述测量姿态信息进行比较的程序，包括：

将所述下倾角的估算值、所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的估算值和所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的估算值分别与所述下倾角的测量值、所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的测量值和所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的测量值进行加权距离计算，并将所述计算结果作为所述估算姿态信息与所述测量姿态信息的比较结果。
如权利要求24所述的设备，其特征在于，所述处理器执行的将所述估算姿态信息与所述测量姿态信息进行比较的程序，包括：

通过如下公式计算将所述估算姿态信息与所述测量姿态信息进行比较：

其中，所述T为所述估算姿态信息与所述测量姿态信息的比较结果，所述i表示所述定标装置所处的第i个拍摄位置，其中，i大于或者等于1，且小于或者等于所述n，所述j表示所述定标装置所处各位置时所述摄像装置第j次采集，其中，j大于或者等于1，且小于或者等于所述m，w₁、w₂和w₃为预设的权值，所述
表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置的下倾角的估算值，所述
表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述定标装置的下倾角的测量值，所述
表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的估算值，所述
表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的测量值，所述
表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置坐标系的Y 轴与磁北的夹角的估算值，所述
表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的测量值。
一种智能设备中的姿态关系计算方法，其特征在于，包括：

获取摄像装置采集定标装置的图像时所述定标装置坐标系在世界坐标系的测量姿态信息，其中，所述测量姿态信息用于表示所述定标装置坐标系在所述世界坐标系的朝向；

计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述世界坐标系与传感器坐标系的第一姿态关系，以及计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述摄像装置坐标系与所述定标装置坐标系的第二姿态关系；

获取所述摄像装置坐标系与所述传感器坐标系的初始姿态关系，并根据所述初始姿态关系、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系中的估算姿态信息；

基于所述估算姿态信息和所述测量姿态信息计算所述摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系。
如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述基于所述估算姿态信息和所述测量姿态信息计算所述摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系，包括：

将所述估算姿态信息与所述测量姿态信息进行比较；

当比较结果达到预先设定的用于校准姿态关系的比较结果时，将计算所述估算姿态信息时使用的所述摄像装置坐标系与传感器坐标系的姿态关系作为所述摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系。
如权利要求28所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当比较结果未达到所述预先设定的比较结果时，基于预先设定的生成姿态关系的生成规则生成新的所述摄像装置坐标系与传感器坐标系的姿态关系；

根据所述生成的姿态关系、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系中的估算姿态信息，并再次执行所述将所述估算姿态信息与所述测量姿态信息进行比较的步骤。
如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述基于所述估算姿态信息和所述测量姿态信息计算所述摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系，包括：

通过如下公式计算所述摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系

其中，上述公式求得的解为所述摄像装置坐标系与传感器坐标系校准的姿态关系，所述min()为最小值函数，所述i表示所述定标装置所处的第i个拍摄位置，其中，i大于或者等于1，且小于或者等于n，所述n为所述定标装置在拍摄时所处的拍摄位置的数量，所述j表示所述定标装置所处各位置时所述摄像装置第j次采集，其中，j大于或者等于1，且小于或者等于m，所述m为每个拍摄位置所述摄像装置采集的次数，w₁、w₂和w₃为预设的权值，所述
表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置的下倾角的估算值，所述
表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述定标装置的下倾角的测量值，所述
表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的估算值，所述
表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的测量值，所述
表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的估算值，所述
表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的测量值。
如权利要求27-30中任一项所述的方法，其特征在于，所述摄像装置采集处于n个拍摄位置的所述定标装置的图像，且每个拍摄位置以不同的角度采集m次，其中，所述n为大于或者等于1的整数，所述m为大于或者等于1的整数；

所述获取摄像装置采集定标装置时所述定标装置坐标系在世界坐标系的测量姿态信息，包括：

获取所述定标装置在各拍摄位置时所述定标装置坐标系在世界坐标系的测量姿态信息。
如权利要求31所述的方法，其特征在于，所述根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系中的估算姿态信息，包括：

根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系的下倾角的估算值；

根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的估算值；

根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的估算值。
如权利要求32所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系与所述世界坐标系的第三姿态关系。
如权利要求33所述的方法，其特征在于，所述根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系的下倾角的估算值，包括：

计算所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时的所述第三姿态关系与所述定标装置坐标系的Z轴在所述定标装置坐标系中的向量的乘积，并将所述乘积与重力方向的夹角为作为所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系的下倾角的估算值，所述i大于或者等于1，且小于或者等于所述n，所述j大于或者等于1，且小于或者等于所述m。
如权利要求33所述的方法，其特征在于，所述根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的估算值，包括：

计算所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时的所述第三姿态关系与所述定标装置坐标系的X轴在所述定标装置坐标系中的向量的乘积，并将所述乘积与磁北方向的夹角作为所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的估算值，所述i大于或者等于1，且小于或者等于所述n，所述j大于或者等于1，且小于或者等于所述m。
如权利要求33所述的方法，其特征在于，所述根据所述初始姿态信息、所述第一姿态关系和所述第二姿态关系计算所述摄像装置采集所述定标装置的图像时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的估算值，包括：

计算所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时的所述第三姿态关系与所述定标装置坐标系的Y轴在所述定标装置坐标系中的向量的乘积，并将所述乘积与磁北方向的夹角作为所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的估算值，所述i大于或者等于1，且小于或者等于所述n，所述j大于或者等于1，且小于或者等于所述m。
如权利要求31-36中任一项所述的方法，其特征在于，所述获取所述定标装置在各拍摄位置时所述定标装置坐标系在世界坐标系的测量姿态信息，包括：

获取所述定标装置在各拍摄位置时所述定标装置坐标系在所述世界坐标系的下倾角的测量值；

获取所述定标装置在各拍摄位置时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的测量值；

获取所述定标装置在各拍摄位置时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的测量值。
如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述将所述估算姿态信息与所述测量姿态信息进行比较，包括：

将所述下倾角的估算值、所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的估算值和所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的估算值分别与所述下倾角的测量值、所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的测量值和所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的测量值进行加权距离计算，并将所述计算结果作为所述估算姿态信息与所述测量姿态信息的比较结果。
如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述将所述估算姿态信息与所述测量姿态信息进行比较，包括：

通过如下公式计算将所述估算姿态信息与所述测量姿态信息进行比较：

其中，所述T为所述估算姿态信息与所述测量姿态信息的比较结果，所述i表示所述定标装置所处的第i个拍摄位置，其中，i大于或者等于1，且小于或者等于所述n，所述j表示所述定标装置所处各位置时所述摄像装置第j次采集，其中，j大于或者等于1，且小于或者等于所述m，w₁、w₂和w₃为预设的权值，所述
表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置的下倾角的估算值，所述
表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述定标装置的下倾角的测量值，所述
表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置坐标系的X 轴与磁北的夹角的估算值，所述
表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述定标装置坐标系的X轴与磁北的夹角的测量值，所述
表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述摄像装置进行的第j次采集时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的估算值，所述
表示所述定标装置在第i个拍摄位置时所述定标装置坐标系的Y轴与磁北的夹角的测量值。