基于车路协同的定位方法、装置、设备、系统及存储介质与流程

[0001]
本发明实施例涉及图像处理技术领域，尤其涉及基于车路协同的定位方法、装置、设备、系统及存储介质。


背景技术：

[0002]
车路协同是一种利用无线通信和互联网等技术，全方位实施车车、车路动态实时信息交互，并在全时空动态交通信息采集与融合的基础上开展车辆主动安全控制和道路协同管理的技术，有效保证了交通安全，提高了通行效率。
[0003]
在车路协同系统中，通常是利用交通路口的摄像头采集图像，对图像进行分析确定人或车的相对位置和速度，然后根据人或车的相对位置和速度实现车辆的主动控制。但是该图像是在摄像头视角下采集的，依据其确定出的人或车的相对位置和速度与人或车在实际空间中的位置和速度具有一定的偏差，定位效果差。


技术实现要素：

[0004]
本发明实施例提供一种基于车路协同的定位方法、装置、设备、系统及存储介质，可以提高车路协同中对象定位的准确度。
[0005]
第一方面，本发明实施例提供了一种基于车路协同的定位方法，包括：
[0006]
获取包含待定位对象的图像，并确定所述待定位对象的目标参考点在所述图像中的位置坐标，所述图像为图像采集设备在所述图像采集设备的视角下采集的图像；
[0007]
根据预设坐标转换关系和所述目标参考点在所述图像中的位置坐标，确定所述目标参考点的平面坐标，所述预设坐标转换关系用于表示平面坐标与图像采集设备视角下的位置坐标的转换关系。
[0008]
第二方面，本发明实施例还提供了一种基于车路协同的定位装置，包括：
[0009]
位置坐标确定模块，用于获取包含待定位对象的图像，并确定所述待定位对象的目标参考点在所述图像中的位置坐标，所述图像为图像采集设备在所述图像采集设备的视角下采集的图像；
[0010]
平面坐标确定模块，用于根据预设坐标转换关系和所述目标参考点在所述图像中的位置坐标，确定所述目标参考点的平面坐标，所述预设坐标转换关系用于表示平面坐标与图像采集设备视角下的位置坐标的转换关系。
[0011]
第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：
[0012]
一个或多个处理器；
[0013]
存储器，用于存储一个或多个程序；
[0014]
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时实现如第一方面所述的基于车路协同的定位方法。
[0015]
第四方面，本发明实施例还提供了一种基于车路协同的定位系统，包括：图像采集设备、图像处理设备、路侧通信设备和终端；
[0016]
所述图像处理设备分别与所述图像采集设备、所述路侧通信设备和所述终端通信连接，所述路侧通信设备还与所述终端通信连接；
[0017]
所述图像采集设备，用于在图像采集设备视角下采集包含待定位对象的图像，并发送给所述图像处理设备；
[0018]
所述图像处理设备，用于确定所述待定位对象的目标参考点在所述图像中的位置坐标，以及根据预设坐标转换关系和所述目标参考点在所述图像中的位置坐标，确定所述目标参考点的平面坐标并通过所述路侧通信设备发送给所述终端；
[0019]
所述终端，用于根据接收的所述目标参考点的平面坐标在车路协同中调整驾驶策略。
[0020]
第五方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第一方面所述的基于车路协同的定位方法。
[0021]
本发明实施例提供一种基于车路协同的定位方法、装置、设备、系统及存储介质，通过获取包含待定位对象的图像，并确定所述待定位对象的目标参考点在所述图像中的位置坐标，所述图像为图像采集设备在所述图像采集设备的视角下采集的图像；根据预设坐标转换关系和所述目标参考点在所述图像中的位置坐标，确定所述目标参考点的平面坐标，所述预设坐标转换关系用于表示平面坐标与图像采集设备视角下的位置坐标的转换关系。上述方案利用预设坐标转换关系将图像采集设备视角下目标参考点的位置坐标转换为平面坐标，有效解决了因视角不同而导致目标参考点定位精度差的问题。
附图说明
[0022]
图1为本发明实施例一提供的一种基于车路协同的定位方法的流程图；
[0023]
图2为本发明实施例一提供的一种图像采集设备在车路协同场景下采集的图像的示意图；
[0024]
图3为本发明实施例二提供的一种基于车路协同的定位方法的流程图；
[0025]
图4为本发明实施例二提供的一种相机坐标系和平面坐标系的转换原理图；
[0026]
图5为本发明实施例二提供的一种待定位对象在平面坐标系中的位置示意图；
[0027]
图6为本发明实施例三提供的一种基于车路协同的定位装置的结构图；
[0028]
图7为本发明实施例四提供的一种电子设备的结构图；
[0029]
图8为本发明实施例五提供的一种基于车路协同的定位系统的结构图。
具体实施方式
[0030]
下面结合附图和实施例对本发明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本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
[0031]
在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。此外，在不冲突的情况下，本发明
中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0032]
实施例一
[0033]
图1为本发明实施例一提供的一种基于车路协同的定位方法的流程图，本实施例可适用于在车路协同场景中对目标对象进行定位的情况，该方法可以由基于车路协同的定位装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件的方式来实现，并可集成在具备数据处理功能的电子设备中，该电子设备可以是手机、笔记本等移动终端，也可以是台式机等固定终端或服务器。参考图1，该方法可以包括如下步骤：
[0034]
s110、获取包含待定位对象的图像，并确定所述待定位对象的目标参考点在所述图像中的位置坐标。
[0035]
其中，所述图像为图像采集设备在所述图像采集设备的视角下采集的图像。图像采集设备可以是能够采集图像的设备，例如可以是摄像头或摄像机等，在采集图像时可以是实时采集，也可以是每隔设定时间采集一次。图像采集设备的位置可以视情况确定，例如可以设置在路灯所在的路杆上，也可以设置在路面中其他可以安装图像采集设备的物件上。需要说明的是，本实施例的图像采集设备是在自身视角下采集图像，也即所采集的图像是在图像采集设备视角下构建的相机坐标系中形成的，也即待定位对象在图像中的位置坐标为该相机坐标系中的坐标。相机坐标系是一个三维直角坐标系，原点位于镜头光心处，x轴和y轴分别与相面的两边平行，z轴为镜头光轴，与像平面垂直。考虑到图像采集设备与地面具有一定的高度，且因为角度问题，待定位对象在相机坐标系中的位置与其在实际空间中的位置具有一定的偏差，如果以待定位对象在相机坐标系中的位置为依据，进行车辆的主动控制，容易发生危险。为此，本实施例需要对相机坐标系下的待定位对象进行转换，将其转换至实际空间中，以指导路面行驶，提高交通安全。
[0036]
待定位对象可以是车路协同场景中需要进行定位的对象，该对象可以是人或物，本实施例以待定位对象包括用户为例。待定位对象的数量可以根据实际的路况确定，例如某个时刻下获取的图像中可能包含至少一个待定位对象，某个时刻下获取的图像中可能未包含待定位对象，实施例以获取的图像中包含待定位对象进行说明。示例性的，参考图2，图2为本发明实施例一提供的一种图像采集设备在车路协同场景下采集的图像的示意图，该图像包括三个待定位对象，分别为1号、2号、3号。目标参考点可以是反映待定位对象位置的点，该点可以是待定位对象中的点，也可以是待定位对象之外的点，例如可以选取如图2中待定位对象所对应轮廓上的点作为目标参考点，各待定位对象的轮廓如图2所示。
[0037]
可选的，可以通过图像识别的方式识别该图像中的待定位对象，并选取其中一点作为目标参考点，进而确定目标参考点的位置坐标。实施例对图像识别方式不进行限定。也可以将该图像输入预训练的图像识别网络，由图像识别网络输出待定位对象的轮廓以及轮廓对应的位置坐标，在轮廓中选取一点作为目标参考点，并将该点的坐标作为目标参考点的位置坐标，也即待定位对象的位置坐标。
[0038]
s120、根据预设坐标转换关系和所述目标参考点在所述图像中的位置坐标，确定所述目标参考点的平面坐标。
[0039]
其中，所述预设坐标转换关系用于表示平面坐标与图像采集设备视角下的位置坐标的转换关系。实施例对预设坐标转换关系的具体形式不进行限定，例如可以是矩阵、函数或其他可以反映相机坐标系和平面坐标系关系的形式。该预设坐标转换关系可以预先确
定，例如可以在图像中选取一定数量的参考点，根据该参考点在相机坐标系中的坐标和其在平面坐标系中的实际坐标，确定对应的预设坐标转换关系，参考点可以是具备某些特殊图形记号的路面标志，例如路灯杆、电线杆等。该预设坐标转换关系在后续应用时还可以根据实际情况进行更新，以提高定位结果的准确度。
[0040]
具体的，可以利用该预设坐标转换关系实现不同坐标系的转换，以将目标参考点在相机坐标系中的位置坐标转换至平面坐标系中的平面坐标，指导路面行驶，保证交通安全。可选的，目标参考点的平面坐标确定后还可以发送给对应的车载终端，以使车载终端根据目标参考点的平面坐标调整驾驶策略，避免发生交通事故。
[0041]
本发明实施例一提供一种基于车路协同的定位方法，通过获取包含待定位对象的图像，并确定所述待定位对象的目标参考点在所述图像中的位置坐标，所述图像为图像采集设备在所述图像采集设备的视角下采集的图像；根据预设坐标转换关系和所述目标参考点在所述图像中的位置坐标，确定所述目标参考点的平面坐标，所述预设坐标转换关系用于表示平面坐标与图像采集设备视角下的位置坐标的转换关系。该方法利用预设坐标转换关系将图像采集设备视角下目标参考点的位置坐标转换为平面坐标，有效解决了因视角不同而导致目标参考点定位精度差的问题。
[0042]
在上述实施例的基础上，在获取包含待定位对象的图像之前，可以先确定预设坐标转换关系，以便后续基于该预设坐标转换关系确定目标参考点的真实坐标，相应的，在获取包含待定位对象的图像之前，该方法还可以包括：
[0043]
获取所述图像采集设备在图像采集设备视角下采集的包含至少一个采样点的图像；
[0044]
确定所述至少一个采样点在所述图像中的采样位置坐标和在平面中的平面位置坐标；
[0045]
根据所述至少一个采样点的采样位置坐标和平面位置坐标，确定所述预设坐标转换关系。
[0046]
具体的，采样点可以是路灯杆、电线杆、栏杆等标志物，其在平面坐标系中的平面位置坐标是已知的。采样点的数量可以是一个或多个，当采样点为多个时，可以提高预设坐标转换关系的准确度。可选的，可以通过图像识别方式识别图像中的采样点，将采样点所对应像素在图像中的位置作为其采样位置坐标。根据采样点的采样位置坐标和平面位置坐标结合透镜成像原理，得到预设坐标转换关系。本实施例的预设坐标转换关系以透视矩阵为例，其形式可以如下：
[0047][0048]
其中，f与图像采集设备的焦距有关。利用该透视矩阵，可以将相机坐标系中的点转换至平面坐标系，提高了定位的准确度。
[0049]
实施例二
[0050]
图3为本发明实施例二提供的一种基于车路协同的定位方法的流程图，本实施例是在上述实施例的基础上进行优化，参考图3，该方法可以包括如下步骤：
[0051]
s210、获取包含待定位对象的图像。
[0052]
s220、确定所述待定位对象的轮廓以及所述轮廓的下边缘。
[0053]
可选的，可以首先通过图像识别方式识别出待定位对象，然后根据待定位对象所占的区域确定其轮廓，参考图2，图2示例性的给出了三个待定位对象的轮廓。本实施例中轮廓的下边缘即待定位对象的底端所在的位置，当待定位对象为用户时，具体可以是用户的脚所在的位置，其可以反映用户当前所在的位置信息。
[0054]
s230、将所述下边缘的中心点作为所述待定位对象的目标参考点，并将所述中心点的坐标作为所述目标参考点的位置坐标。
[0055]
本实施例以待定位对象对应的某个点代表待定位对象，确定其在图像中的位置坐标。参考图2，可以将三个轮廓下边缘的中心点分别作为对应的目标参考点，并将该中心点的坐标记为目标参考点的位置坐标。
[0056]
s240、根据预设坐标转换关系和所述目标参考点在所述图像中的位置坐标，确定所述目标参考点的平面坐标。
[0057]
示例性的，参考图4，图4为本发明实施例二提供的一种相机坐标系和平面坐标系的转换原理图。其中，相机视角下的图像可以等效于图4中的平面cdef，平面坐标系中的图像可以等效于图4中的平面cdef，假定待定位对象为a、b，其在相机坐标系中的位置如图4所示，通过上述预设坐标转换关系可以将待定位对象a和b转换至平面cdef中的a和b。假定从待定位对象移动的速度为匀速，在相机视角下根据近大远小的原理可以得出其由a所在的位置移动到b所在的位置是非匀速的，通过上述转换，将其转换到平面cdef中，可以保持其匀速行驶的特性，尤其是在交通复杂的路口，有效降低了交通事故的频率，提高了安全性。
[0058]
示例性的，参考图5，图5为本发明实施例二提供的一种待定位对象在平面坐标系中的位置示意图。对象a、对象b和对象c分别对应图2中的1号、2号和3号。
[0059]
s250、将所述目标参考点的平面坐标发送给对应的终端，以使所述终端根据所述目标参考点的平面坐标在车路协同中调整驾驶策略。
[0060]
本实施例的终端可以是具备通信功能的车载终端或用户终端，用户终端可以是手机、智能手环、笔记本等智能终端。本实施例在确定出目标参考点的平面坐标后可以发送给对应的终端，由对应终端根据目标参考点的平面坐标调整当前的驾驶策略，保证安全。可选的，可以直接将目标参考点的平面坐标发送至对应的终端，也可以先发送给路侧的通信设备，由通信设备转发给对应终端。
[0061]
本发明实施例二提供一种基于车路协同的定位方法，在上述实施例的基础上，以待定位对象为用户为例，确定用户在相机坐标系中的位置，并通过预先确定的坐标转换关系将其转换至平面坐标系，获取其在平面坐标系中的坐标，基于其在平面坐标系中的坐标指导车辆的主动控制，有效解决了因视角不同而导致目标参考点定位精度差的问题，保证了交通安全。
[0062]
实施例三
[0063]
图6为本发明实施例三提供的一种基于车路协同的定位装置的结构图，该装置可以执行上述实施例所述的基于车路协同的定位方法，参考图6，该装置可以包括：
[0064]
位置坐标确定模块31，用于获取包含待定位对象的图像，并确定所述待定位对象的目标参考点在所述图像中的位置坐标，所述图像为图像采集设备在所述图像采集设备的视角下采集的图像；
[0065]
平面坐标确定模块32，用于根据预设坐标转换关系和所述目标参考点在所述图像中的位置坐标，确定所述目标参考点的平面坐标，所述预设坐标转换关系用于表示平面坐标与图像采集设备视角下的位置坐标的转换关系。
[0066]
本发明实施例三提供一种基于车路协同的定位装置，通过获取包含待定位对象的图像，并确定所述待定位对象的目标参考点在所述图像中的位置坐标，所述图像为图像采集设备在所述图像采集设备的视角下采集的图像；根据预设坐标转换关系和所述目标参考点在所述图像中的位置坐标，确定所述目标参考点的平面坐标，所述预设坐标转换关系用于表示平面坐标与图像采集设备视角下的位置坐标的转换关系。该装置利用预设坐标转换关系将图像采集设备视角下目标参考点的位置坐标转换为平面坐标，有效解决了因视角不同而导致目标参考点定位精度差的问题。
[0067]
在上述实施例的基础上，位置坐标确定模块31，具体用于：
[0068]
确定所述待定位对象的轮廓以及所述轮廓的下边缘；
[0069]
将所述下边缘的中心点作为所述待定位对象的目标参考点，并将所述中心点的坐标作为所述目标参考点的位置坐标。
[0070]
在上述实施例的基础上，该装置还可以包括：
[0071]
信息发送模块，用于在根据透视变换矩阵和所述目标参考点在所述图像中的位置坐标，确定所述目标参考点的平面坐标之后，将所述目标参考点的平面坐标发送给对应的终端，以使所述终端根据所述目标参考点的平面坐标在车路协同中调整驾驶策略。
[0072]
在上述实施例的基础上，所述待定位对象包括用户。
[0073]
在上述实施例的基础上，该装置还可以包括：
[0074]
图像获取模块，用于在获取包含待定位对象的图像之前，获取所述图像采集设备在图像采集设备视角下采集的包含至少一个采样点的图像；
[0075]
采样坐标确定模块，用于确定所述至少一个采样点在所述图像中的采样位置坐标和在平面中的平面位置坐标；
[0076]
坐标转换关系确定模块，用于根据所述至少一个采样点的采样位置坐标和平面位置坐标，确定所述预设坐标转换关系。
[0077]
本发明实施例三提供的基于车路协同的定位装置可以用于执行上述实施例提供的基于车路协同的定位方法，具备相应的功能和有益效果。
[0078]
实施例四
[0079]
图7为本发明实施例四提供的一种电子设备的结构图，该电子设备可以包括处理器41、存储器42、输入装置43和输出装置44，电子设备中处理器41的数量可以是一个或多个，图7中以一个处理器41为例，电子设备中的处理器41、存储器42、输入装置43和输出装置44可以通过总线或其他方式连接，图7中以通过总线连接为例。
[0080]
存储器42作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的基于车路协同的定位方法对应的程序指令/模块。处理器41通过运行存储在存储器42中的软件程序、指令以及模块，从而执行电子设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述实施例的基于车路协同的定位方法。
[0081]
存储器42主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，
read only memory，eprom)、闪存、光纤、便携式cd-rom、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。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。
[0093]
计算机可读的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。计算机可读的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。
[0094]
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：无线、电线、光缆、无线电频率(radio frequency，rf)等等，或者上述的任意合适的组合。
[0095]
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发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、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)。
[0096]
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。