WO2021115236A1 - 一种标记场景用来定位的方法和装置 - Google Patents

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于毅欣
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    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42—Determining position
    • G01S19/45—Determining position by combining measurements of signals from the satellite radio beacon positioning system with a supplementary measurement

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of positioning, in particular to a method and device for marking scenes for positioning.
  • the present invention provides a method and device for positioning based on feature picture marks, which can at least reduce the dependence on GPS signal positioning or assist positioning, and serve as a data basis for navigation.
  • One feature of the present invention is that it can collect image features or arrange feature pictures on the ceiling to reduce the possible occlusion of parts of the scene due to surrounding moving objects.
  • Another feature of the present invention is that it can use graphics to perform verification and verification based on the results of collision information collection for each scene, and a feature of this visualization tool is that it can stretch 2D collision information according to height to form 3D Collision information.
  • the present invention can verify the passability of various vehicles by adding a bounding box of a specified size.
  • a feature of the present invention is that the laser picture can be arranged to avoid interference of light or dynamic light source on the simple feature picture.
  • a vehicle ranging and positioning device is characterized by comprising: a feature and a software system.
  • the feature location is the selected location in the scene where feature pictures should be arranged or collected.
  • the characteristic picture is a picture obtained by shooting, or a picture or a laser picture used for posting after printing, and is used to mark a coordinate in the target area and related information for identification.
  • the software system is a system for storing the collision information table of the target area, loading the collision information table of the target area, and verifying the rationality of the collision information collection of the target area to reduce human error.
  • a vehicle ranging and positioning device is characterized in that it comprises:
  • Step 1 Make the collision information of the target area, and make the collision information (collision contour) of the target area through the measurement method.
  • the collision information is stored in 2D mode, and the collision information can be stored according to line segments or collisions.
  • the surface is stored in the collision information table corresponding to the target area.
  • Step 2 Select feature locations to collect feature pictures or layout feature pictures, and collect the coordinates, orientation, passing direction here, and channel width and height of the feature picture, and store this information in the collision information table.
  • Step 3 Use a verification tool to verify the collision information of the target area, which can be converted into 3D collision information for inspection or display.
  • the measurement method is used to produce the collision information of the target area.
  • 2D collision information is usually produced (it can be understood as the projection of the collision surface on the horizontal plane).
  • a collision information record is made for one collision surface, wherein the projection of the collision surface on the horizontal plane is recorded as 2D collision information, and the coordinates of the center of the collision information line segment are used as the coordinates of the collision information.
  • the information is stored in the collision information table of the target area.
  • the coordinates of the collision information there are two ways to mark the coordinates of the collision information, one is to use GPS values, and the other is to select a coordinate origin in the target area to establish a coordinate axis (for example, according to north as the y-axis direction of the 2D coordinate axis or the 3D coordinate axis) Z-axis depth direction), mark the position according to the relative coordinates of the collision information and the origin of this coordinate axis.
  • a coordinate axis for example, according to north as the y-axis direction of the 2D coordinate axis or the 3D coordinate axis
  • Z-axis depth direction mark the position according to the relative coordinates of the collision information and the origin of this coordinate axis.
  • a coordinate origin is selected in the target area to establish a coordinate axis to obtain the relative coordinates of each collision information (for example, the center of each collision information) and the coordinate axis.
  • GPS can be used to mark the edge of the target area, so that the target area can be selected by GPS (similar to describing the outline of the target area).
  • the GPS range value (similar to a bounding box) of each target area can be stored to roughly identify the range of the target area.
  • the arrangement or collection position of the feature pictures may be the ceiling (that is, above).
  • the arranged characteristic picture may be a picture with image characteristics that can be easily recognized, or a picture with laser characteristics.
  • select features in the target area to collect or arrange feature pictures, and collect relevant information.
  • the selection of features can be done by a fixed number of meters (between 0.1 and 100 meters), or it can be collected in locations with features. Or arrange feature pictures.
  • each piece of data in the collision information table of the target area also contains a line segment used to describe the length of the collision information (in the case of 3D, the line segment can be expanded into a plane in the vertical direction), coordinates (the center point of the line segment is in the coordinate system of the target area Coordinates), the direction of the line segment, the passing direction at the collision information (which is a vector), the width and height of the passage at the collision information (the line segment and the direction indicate the direction of the passage), and the maximum passing speed through here.
  • this piece of data describes the collision information (or tag information) corresponding to the feature picture, there should also be the ID of the feature picture and the image content of the feature picture.
  • the software system reads out all the data in the entire collision information table of a target area at one time for collision detection and positioning.
  • the verification tool is a tool that reads out all the data in the entire collision information table at one time, and then displays it according to the stored collision information, so as to facilitate the verification by the human eye.
  • the verification tool will display or graphically display each record in the collision information table of the target area.
  • the collision information can be displayed as a line segment
  • the passing direction (vector information) is displayed as a line segment with arrows
  • the channel width and height are displayed as a line segment (usually perpendicular to the line segment of the collision information).
  • a button can be added to the verification tool to change the current 2D collision information into 3D collision information.
  • the specific method is to create a parallel line segment according to the height in the configuration information. Line segments of the same length and direction, and then connecting the four vertices of the two line segments to form two triangles is the collision information in 3D.
  • a method of dragging the containment box (2D or 3D containment box) in the scene or automatic pathfinding can be used to verify the passage of the scene.
  • the vector direction of the line connecting the two moving points of the mouse before and after dragging is the moving direction of the containment box, and it can stop or slide when it encounters the collision information or the channel width limit.
  • the containment box automatically finds the path, it moves from the current position to the position clicked by the mouse.
  • find the waypoint information according to the 2D collision information (which can be the A-star wayfinding method), and then follow the waypoint information Trial movement (hypothetical movement according to a series of configured angles or angle ranges, or simulated movement) until a feasible path is found.
  • the up and down keys represent forward and backward
  • the left and right keys represent turn left and right.
  • Figure 1 schematically shows the content of a record in the collision information table.
  • Figure 2 schematically shows a graphical representation of the passing direction, channel width and collision information, top view.
  • Fig. 3 schematically shows a schematic diagram showing a part of the display of a complete collision information table, top view.
  • Step 1 Select a point as the center point of the coordinate system of the target area, then measure the collision information of the entire target area, store each wall in a record according to the line segment, and measure the passage in front of the wall according to the width and height of the channel Stored in the same record as by direction.
  • Each record in the collision information table contains collision information (collision surface information or projection information of the collision surface to the horizontal plane) obtained by measurement or ⁇ and mark, and store the line segment length and line segment coordinates (in the target area coordinate system) Relative coordinates) and orientation (vector value or angle value or radian value), as well as through related information, storing the direction of passage (usually represented by a vector), the width and height of the channel (the vector and numerical value representing the width of the channel by line segments) Pass height, refer to Figure 2), feature picture ID, feature picture information, and the maximum value of the passing speed.
  • collision information collision surface information or projection information of the collision surface to the horizontal plane
  • the line segment length and line segment coordinates in the target area coordinate system
  • orientation vector value or angle value or radian value
  • Step 3 Use the verification tool to load the data of the entire collision information table of this target area, and display it.
  • the line segment is displayed according to the collision information
  • the passing direction is displayed as an arrow
  • the channel width and height are displayed as a line segment and Height value to check the rationality and completeness of the data in the collision information table.
  • Step 4 The verification tool can be used to verify the passability of a bounding box of a certain size.
  • the bounding box is used to simulate a car.
  • the size of the bounding box can be specified by input.
  • the containment box when the mouse is dragging, read the coordinates of two consecutive mouse positions, and connect them in order to obtain the vector.
  • the direction of the vector is the direction in which the containment box will move. If the containment box intersects the collision information during the movement, Stop, the containment box can be turned according to the direction to be moved during the moving process.
  • the verification tool will simulate the movement of the vehicle, that is, the up and down keys correspond to the front and back movement of the containing box (the front and back of the containing box are the bounding box parts
  • the left and right buttons turn left and right to adjust the angle of the containment box.

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Abstract

一种标记场景用来定位的方法和装置，标记场景用来定位的装置包括：特征处，特征图片，软件系统。特征处是场景中选取的应该布置特征图片或收集特征图片的地方。特征图片是拍摄得到的图片，或印刷后用来张贴的图片或镭射图片，用以标记目标区域中的一个坐标和相关信息的用来识别的图像信息。软件系统是用于储存目标区域的碰撞信息表、加载目标区域的碰撞信息表以及验证目标区域的碰撞信息收集的合理性以降低人为误差的系统。标记场景用来定位的方法可以在天花板上收集图像特征或布置特征图片以降低周围流动物体可能对场景部分的遮挡。标记场景用来定位的方法可以通过增加指定大小的包围盒来验证各种车辆的通过可能。

Description

一种标记场景用来定位的方法和装置 技术领域
本发明涉及定位技术领域，具体涉及一种标记场景用来定位的方法和装置。
背景技术
本发明提供一种根据特征图片标记来定位的方法和装置，以至少一定程度上降低对GPS信号定位的依赖或辅助定位，和做为导航的数据依据。本发明的一个特点是可以在天花板上收集图像特征或布置特征图片以降低由于周围流动物体可能对场景部分的遮挡。本发明的另一个特点是可以使用图形化根据对每个场景的碰撞信息收集的结果来进行验证和校验，并且这个可视化工具的一个特点是可以将2D的碰撞信息按照高度来拉伸形成3D的碰撞信息。并且本发明可以通过增加指定大小的包围盒来验证各种车辆的通过性。并且本发明的一个特点是可以通过布置镭射图片的方法来避免光线或动态光源对单纯特征图片的干扰。
发明内容
根据本公开的一个方面，一种载具测距和定位装置，其特征在于，包括：特征处，软件系统。
所述特征处是场景中选取的应该布置特征图片或收集特征图片的地方。
所述特征图片是拍摄得到的图片，或印刷后用来张贴的图片或镭射图片，用以标记目标区域中的一个坐标和相关信息的用来识别的图像信息。
所述软件系统是用于储存目标区域的碰撞信息表、加载目标区域的碰撞信息表以及验证目标区域的碰撞信息收集的合理性以降低人为误差的系统。
根据本公开的一个方面，一种载具测距和定位装置，其特征在于，包括：
步骤一：制作目标区域的碰撞信息，通过测量的方法制作出目标区域的碰撞信息(碰撞轮廓)，对于不复杂的目标区域，碰撞信息按照2D方式储存，储存时可以将碰撞信息按照线段或碰撞面为单位储存到此目标区域对应的碰撞信息表中。
步骤二：选取特征处来收集特征图片或布置特征图片，并收集此特征图片的坐标、朝向、此处的通过方向和通道宽高等信息，将此信息也储存到碰撞信息表中。
步骤三：使用验证工具来验证所述目标区域的碰撞信息，并可以转换成3D碰撞信息来检查或展示。
优选地，使用测量的方法来制作目标区域的碰撞信息，对于较简单的场景通常只制作2D碰撞信息(可以理解是碰撞面在水平面上的投影)。
优选地，原则上一个碰撞面制作一条碰撞信息记录，其中碰撞面在水平面的投影做为2D碰撞信息来记录，使用碰撞信息线段的中心的坐标来做为碰撞信息的坐标。
优选地，通过布置特征图片或\和采集图片用于做为能够被识别出的带坐标、朝向、通过方向和通道宽高等的碰撞信息，将这些信息储存到此目标区域的碰撞信息表中。
优选地，标记碰撞信息坐标的方式有两种，一种是使用GPS值，一种是在目标区域中选取一个坐标原点建立坐标轴(例如按照北方为2D坐标轴的y轴方向或3D坐标轴的z轴深度方向)，按照碰撞信息与这个坐标轴原点的相对坐标来标记位置。
进一步地，多数情况下会使用在目标区域中选取一个坐标原点建立坐标轴来求每个碰撞信息(例如每个碰撞信息的中心)与坐标轴的相对坐标。
作为一种可选的实施方式，可以使用GPS对目标区域的边缘进行标记，以达到通过GPS来框选出目标区域(类似于描述目标区域轮廓)。
作为一种可选的实施方式，可以储存每个目标区域的GPS范围值(类似于包围盒)，用以大体识别此目标区域的范围。
优选地，特征图片的布置或收集位置可以是天花板(就是上方)。
优选地，布置的特征图片可以是带有图像特征容易识别出来的图片，也可以是带有镭射特征的图片。
可选地，为了使带有镭射特征的图片发挥最大的效果，可以配合特定的摄像机来使用。
优选地，在目标区域中选取特征处来收集或者布置特征图片，并收集相关信息，特征处的选取可以通过固定的米数(0.1米到100米之间)，也可以在有特点的地方收集或布置特征图片。
优选地，目标区域的碰撞信息表中的每条数据还包含用来描述碰撞信息长度的线段(3D情况下可以将线段按照垂直方向展开成面)，坐标(线段中心点在目标区域的坐标系中的坐标)，线段的方向，碰撞信息处的通过方向(是一个矢量)，碰撞信息处的通道宽高(线段和方向来表示通道方向)，以及通过此处的最大通过速度。
进一步地，如果此条数据描述的是特征图片对应的碰撞信息(或者说标记信息)，则还应该有特征图片的ID和特征图片的图像内容。
优选地，所述软件系统会一次性将一个目标区域的整张碰撞信息表中的所有数据读取出来，以用作碰撞检测和定位使用。
优选地，所述验证工具是一次性将整张碰撞信息表中的所有数据读取出来，然后根据储存的碰撞信息来显示出来，以方便人眼进行验证的工具。
优选地，所述验证工具会按照目标区域的碰撞信息表中的每条记录来显示或\和图形化显示。
作为一种可选的实施方式，可以将碰撞信息显示成线段，通过方向(矢量信息)显示成带箭头的线段，通道宽高显示成一个线段(通常是与碰撞信息的线段垂直)。
作为一种可选的实施方式，可以在所述验证工具中增加一个按钮来把当前的2D碰撞信息变成3D碰撞信息，具体的做法是对一个线段按照配置信息中的高度来创建一个平行的相同长度和方向的线段，然后将两个线段的四个顶点连接成两个三角形就是3D中的碰撞信息了。
作为一种可选的实施方式，可以使用包容盒(2D或3D包容盒)在场景中拖动或自动寻路的方法来验证场景的通过性。
进一步地，拖动时鼠标前后两次的移动点的连线的矢量方向就是包容盒的运动方向，当碰到碰撞信息或通道宽度限制时可以停止或侧滑。
进一步地，包容盒自动寻路时是从当前的位置，移动到鼠标点击的位置处，首先根据2D碰撞信息寻路(可以是A星寻路等方法)获得路径点信息，然后按照路径点信息的连接方向来尝试性的运动(按照一系列配置的角度或角度范围来假设性的运动，或者说模拟性的运动)，直到找到一条可行的路径。
作为一种可选的实施方式，可以使用键盘的上下左右按键来模拟载具形式的方式来操作包容盒(2D或3D包容盒)在场景中移动来验证场景的通过性，与多数载具的运动方式类似，上下键代表的是向前和向后，左右键代表的是向左转和向右转。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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示意性的示出碰撞信息表中一条记录的内容。
图2示意性的示出一种图形化的表示通过方向、通道宽度和碰撞信息的情况，顶视图。
图3示意性的示出一种图形化的展示完整碰撞信息表的显示时的一部分的示意图，顶视图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
步骤1：选定一个点做为目标区域的坐标系的中心点，然后测量整个目标区域的碰撞信息，将每面墙按照线段储存到一条记录中，并测量墙前面的通过性按照通道宽高和通过方向来储存到相同记录中。
步骤2：碰撞信息表中的每条记录是通过测量或\和标记得到的包含碰撞信息(碰撞面信息或碰撞面向水平面的投影信息)，储存有线段长度、线段坐标(目标区域坐标系中的相对坐标)和朝向(矢量值或角度值或弧度值)，还有通过相关信息，储存有通过方向(通常使用矢量来表示)，通道宽高(通过线段来表示通道宽度的矢量和数值来表示通过高度，参照图2)，特征图片ID，特征图片信息，通过速度最大值。
这里需要注意的一点是，不是每个碰撞信息记录都必须要有一个特征图片，也就是说有的碰撞信息就只是单纯的碰撞信息，对应的特征图片ID项的值是空或者无效值，对应的特征图片是空值。
步骤3：使用验证工具来加载此目标区域的整个碰撞信息表的数据，并显示，作为一种可选的实施方式，按照碰撞信息显示线段，通过方向显示成箭头，通道宽高显示成线段和高度数值，以检查碰撞信息表中的数据的合理性和完整性。
步骤4：可以使用验证工具来验证某个大小的包围盒的通过性，通过包围盒来模拟是一辆车，包围盒的大小可以通过输入来指定，验证包容盒的通过性的时候，可以使用鼠标拖动或鼠标点击的方法来指定包围盒将要移动到的位置，也可以使用键盘的上下左右键来模拟载具的前后左右来控制包围盒的移动。
进一步地，鼠标拖动的时候，读取连续的两个鼠标位置的坐标，按照先后顺序连线得到矢量，矢量的方向就是包容盒将要移动的方向，移动过程中如果包容盒与碰撞信息相交则停止，包容盒在移动的过程中可以根据将要移动的方向来转向。
进一步地，键盘的上下左右键来操作模拟载具通过性的包围盒的时候，所述验证工具会模拟车辆的运动方式，即上下按键对应包容盒的前后运动(包容盒的前后是包围盒局部坐标系的北和南方向，或者说是12点和6点方向)，左右按键是左右转向来调整包容盒角度。
当包容盒遇到碰撞体时，会停住或反弹，以保证不会永远停止运动。
以上是本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围不应局限于此。任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，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以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (7)

  1. 一种标记场景用来定位的装置，其特征在于，包括：特征处，特征图片，软件系统；
    所述特征处是场景中选取的应该布置特征图片或收集特征图片的地方；
    所述特征图片是拍摄得到的图片，或印刷后用来张贴的图片或镭射图片，用以标记目标区域中的一个坐标和相关信息的用来识别的图像信息；
    所述软件系统是用于储存目标区域的碰撞信息表、加载目标区域的碰撞信息表以及验证目标区域的碰撞信息收集的合理性以降低人为误差的系统。
  2. 一种标记场景用来定位的方法，其特征在于，包括：
    步骤一：制作目标区域的碰撞信息，通过测量的方法制作出目标区域的碰撞信息(碰撞轮廓)，对于不复杂的目标区域，碰撞信息按照2D方式储存，储存时可以将碰撞信息按照线段或碰撞面为单位储存到此目标区域对应的碰撞信息表中；
    步骤二：选取特征处来收集特征图片或布置特征图片，并收集此特征图片的坐标、朝向、此处的通过方向和通道宽高等信息，将此信息也储存到碰撞信息表中；
    步骤三：使用验证工具来验证所述目标区域的碰撞信息，并可以转换成3D碰撞信息来检查或展示。
  3. 根据权利要求2所述的“步骤一”，其特征在于，制作目标区域的碰撞信息，通过测量的方法制作出目标区域的碰撞信息(碰撞轮廓)，对于不复杂的目标区域，碰撞信息按照2D方式储存，储存时可以将碰撞信息按照线段或碰撞面为单位储存到此目标区域对应的碰撞信息表中，包括：
    使用测量的方法来制作目标区域的碰撞信息，对于较简单的场景通常只制作2D碰撞信息(可以理解是碰撞面在水平面上的投影)；
    通过布置特征图片或\和采集图片用于做为能够被识别出的带坐标、朝向、通过方向和通道宽高等的碰撞信息，将这些信息储存到此目标区域的碰撞信息表中；标记碰撞信息坐标的方式有两种，一种是使用GPS值，一种是在目标区域中选取一个坐标原点建立坐标轴(例如按照北方为2D坐标轴的y轴方向或3D坐标轴的z轴深度方向)，按照碰撞信息与这个坐标轴原点的相对坐标来标记位置；
    作为一种可选的实施方式，可以使用GPS对目标区域的边缘进行标记，以达到通过GPS来框选出目标区域(类似于描述目标区域轮廓)；
    作为一种可选的实施方式，可以储存每个目标区域的GPS范围值(类似于包围盒)， 用以大体识别此目标区域的范围；
    特征图片的布置或收集位置可以是天花板(就是上方)；
    布置的特征图片可以是带有图像特征容易识别出来的图片，也可以是带有镭射特征的图片。
  4. 根据权利要求2所述的“步骤二”，其特征在于，选取特征处来收集特征图片或布置特征图片，并收集此特征图片的坐标、朝向、此处的通过方向和通道宽高等信息，将此信息也储存到碰撞信息表中，包括：
    在目标区域中选取特征处来收集或者布置特征图片，并收集相关信息，特征处的选取可以通过固定的米数(0.1米到100米之间)，也可以在有特点的地方收集或布置特征图片；
    目标区域的碰撞信息表中的每条数据还包含用来描述碰撞信息长度的线段(3D情况下可以将线段按照垂直方向展开成面)，坐标(线段中心点在目标区域的坐标系中的坐标)，线段的方向，碰撞信息处的通过方向(是一个矢量)，碰撞信息处的通道宽高(线段和方向来表示通道方向)，以及通过此处的最大通过速度；
    进一步地，如果此条数据描述的是特征图片对应的碰撞信息(或者说标记信息)，则还应该有特征图片的ID和特征图片的图像内容；
    所述软件系统会一次性将一个目标区域的整张碰撞信息表中的所有数据读取出来，以用作碰撞检测和定位使用。
  5. 根据权利要求2所述的“步骤三”，其特征在于，使用验证工具来验证所述目标区域的碰撞信息，并可以转换成3D碰撞信息来检查或展示，包括：
    所述验证工具是一次性将整张碰撞信息表中的所有数据读取出来，然后根据储存的碰撞信息来显示出来，以方便人眼进行验证的工具；
    所述验证工具会按照目标区域的碰撞信息表中的每条记录来显示或图形化显示；作为一种可选的实施方式，可以将碰撞信息显示成线段，通过方向(矢量信息)显示成带箭头的线段，通道宽高显示成一个线段(通常是与碰撞信息的线段垂直)；
    作为一种可选的实施方式，可以在所述验证工具中增加一个按钮来使当前的2D信息变成3D碰撞信息，具体的做法是对一个线段按照配置信息中的高度来创建一个平行的相同长度和方向的线段，然后将两个线段的四个顶点连接成两个三角形就是3D中的碰撞信息了；
    作为一种可选的实施方式，可以使用包容盒(2D或3D包容盒)在场景中拖动或自动寻路的方法来验证场景的通过性；
    作为一种可选的实施方式，可以使用键盘的上下左右按键来模拟载具形式的方式来操作包容盒(2D或3D包容盒)在场景中移动来验证场景的通过性，与多数载具的运动方式类似，上下键代表的是向前和向后，左右键代表的是向左转和向右转。
  6. 一种计算机可读写介质，其上存储有计算机程序和相关数据，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现本发明的相关计算功能和内容。
  7. 一种电子设备，其特征在于，包括：
    一个或多个处理器；
    存储装置，用于存储一个或多个程序。
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