一种目标区域的位置检测方法及相关装置与流程
本申请涉及计算机技术领域，尤其是涉及一种目标区域的位置检测方法及相关装置。
背景技术：
在自动导航等技术中，通常需要对目标区域的位置进行检测。例如机器人在自动导航过程中需要检测出行人的位置，从而根据行人的位置计算出合理的导航路线，以保证自动导航过程的安全性。
目前存在一种仅基于激光的检测方式。首先利用激光进行扫描获得扫描数据，从扫描数据中提取出几何特征，根据几何特征确定目标区域从而检测出目标区域的位置。例如，在行人位置的检测场景中，当根据几何特征确定出两个圆柱体时，表示检测出行人的双腿，因此将检测出的两个圆柱体的区域作为目标区域，从而将检测出的目标区域的位置作为行人的位置。
然而，这种基于几何特征确定目标区域的方式，可能会导致目标区域检测错误。例如，在行人位置的检测场景中，可能误将其他的圆柱体检测为行人的双腿，导致位置检测准确性较低。
技术实现要素：
本申请解决的技术问题在于提供一种目标区域的位置检测方法及相关装置，以实现不再基于几何特征检测目标区域，以实现降低目标区域的误检率从而提高位置检测的准确性。
为此，本申请解决技术问题的技术方案是：
本申请提供了一种目标区域的位置检测方法，包括：
获得光学扫描得到的扫描点阵的位置；
获得拍摄得到的检测图像，从所述检测图像中检测出目标区域；
确定所述扫描点阵中落入所述目标区域的至少一个扫描点；
从所述扫描点阵中的位置中获得所述至少一个扫描点的位置，根据所述至少一个扫描点的位置，获得所述目标区域的位置。
可选的，所述扫描点阵的位置为所述扫描点阵在扫描坐标系下的位置；
确定所述扫描点阵中落入所述目标区域的至少一个扫描点，包括：
获得所述目标区域在图像坐标下的位置；
获得拍摄坐标系与扫描坐标系的转换矩阵，作为第一转换矩阵；
根据所述第一转换矩阵，将所述扫描点阵在扫描坐标系下的位置和目标区域在图像坐标系下的位置，转换为相同坐标系下的位置；
根据所述相同坐标系下的位置确定所述扫描点阵中落入所述目标区域的至少一个扫描点。
可选的，标定板依次位于至少一个标定位置上，所述获得拍摄坐标系与扫描坐标系的转换矩阵，包括：
获得光学扫描得到的至少一个扫描点阵的位置，每个扫描点阵对应一个标定位置；
获得拍摄得到的至少一个标定图像，分别检测出每个标定图像上的标定板区域，每个标定图像对应一个标定位置；
根据至少一个扫描点阵的位置和至少一个标定图像上的标定板区域，获得所述拍摄坐标系与扫描坐标系的转换矩阵。
可选的，根据至少一个扫描点阵的位置和至少一个标定图像上的标定板区域，获得所述拍摄坐标系与扫描坐标系的转换矩阵，包括：
分别获得每个扫描点阵与标定板的一组交点在扫描坐标系下的位置；
根据包括初始参数的转换矩阵，将每个标定图像上的标定板区域在图像坐标系下的位置，以及每个扫描点阵与标定板的一组交点在扫描坐标系下的位置，分别转换为在相同坐标系下的标定板平面方程和交点位置；
根据在相同的坐标系下的标定板平面方程和交点位置，获得至少一个距离集合，每个距离集合包括每个扫描点阵与标定板的一组交点，分别与该组交点对应的标定板平面方程的距离值；
对所述至少一个距离集合进行优化，获得所述初始参数的数值，将所述包括所述初始参数的转换矩阵作为所述拍摄坐标系与扫描坐标系的转换矩阵。
可选的，对所述至少一个距离集合进行优化，获得所述初始参数的数值，包括：
将所述至少一个距离集合中各个距离值的总和最小为优化目标进行优化，获得所述初始参数的数值。
可选的，所述方法还包括：
获得所述拍摄坐标系与所述图像坐标系的转换矩阵，作为第二转换矩阵；
根据所述第一转换矩阵，将所述扫描点阵在扫描坐标系下的位置和目标区域在图像坐标系下的位置，转换为相同坐标系下的位置，包括：
根据所述第一转换矩阵和所述第二转换矩阵，将所述扫描点阵在扫描坐标系下的位置和目标区域在图像坐标系下的位置，转换为相同坐标系下的位置。
可选的，根据所述至少一个扫描点的位置，获得所述目标区域的位置，包括：
根据所述至少一个扫描点的位置，获得所述目标区域在扫描坐标系下或者拍摄坐标系下的位置。
可选的，所述光学扫描为激光扫描。
本申请提高了一种转换矩阵的获得方法，标定板依次位于至少一个标定位置上，所述方法包括：
获得光学扫描得到的至少一个扫描点阵的位置，每个扫描点阵对应一个标定位置；
获得拍摄得到的至少一个标定图像，分别检测出每个标定图像上的标定板区域，每个标定图像对应一个标定位置；
根据至少一个扫描点阵的位置和至少一个标定图像上的标定板区域，获得所述拍摄坐标系与扫描坐标系的转换矩阵。
可选的，根据至少一个扫描点阵的位置和至少一个标定图像上的标定板区域，获得所述拍摄坐标系与扫描坐标系的转换矩阵，包括：
分别获得每个扫描点阵与标定板的一组交点在扫描坐标系下的位置；
根据包括初始参数的转换矩阵，将每个标定图像上的标定板区域在图像坐标系下的位置，以及每个扫描点阵与标定板的一组交点在扫描坐标系下的位置，分别转换为在相同坐标系下的标定板平面方程和交点位置；
根据在相同的坐标系下的标定板平面方程和交点位置，获得至少一个距离集合，每个距离集合包括每个扫描点阵与标定板的一组交点，分别与该组交点对应的标定板平面方程的距离值；
对所述至少一个距离集合进行优化，获得所述初始参数的数值，将所述包括所述初始参数的转换矩阵作为所述拍摄坐标系与扫描坐标系的转换矩阵。
可选的，对所述至少一个距离集合进行优化，获得所述初始参数的数值，包括：
将所述至少一个距离集合中各个距离值的总和最小为优化目标进行优化，获得所述初始参数的数值。
本申请提供了一种位置检测装置，包括：
第一位置获得单元，用于获得光学扫描得到的扫描点阵的位置；
图像获得单元，用于获得拍摄得到的检测图像，从所述检测图像中检测出目标区域；
确定单元，用于确定所述扫描点阵中落入所述目标区域的至少一个扫描点；
第二位置获得单元，用于从所述扫描点阵中的位置中获得所述至少一个扫描点的位置，根据所述至少一个扫描点的位置，获得所述目标区域的位置。
可选的，所述扫描点阵的位置为所述扫描点阵在扫描坐标系下的位置；所述确定单元，包括：
第三位置获得单元，用于获得所述目标区域在图像坐标下的位置；
第一矩阵获得单元，用于获得拍摄坐标系与扫描坐标系的转换矩阵，作为第一转换矩阵；
转换单元，用于根据所述第一转换矩阵，将所述扫描点阵在扫描坐标系下的位置和目标区域在图像坐标系下的位置，转换为相同坐标系下的位置；
确定子单元，用于根据所述相同坐标系下的位置确定所述扫描点阵中落入所述目标区域的至少一个扫描点。
可选的，标定板依次位于至少一个标定位置上，第一矩阵获得单元，包括：
第四位置获得单元，用于获得光学扫描得到的至少一个扫描点阵的位置，每个扫描点阵对应一个标定位置；
区域检测单元，用于获得拍摄得到的至少一个标定图像，分别检测出每个标定图像上的标定板区域，每个标定图像对应一个标定位置；
矩阵获得子单元，用于根据至少一个扫描点阵的位置和至少一个标定图像上的标定板区域，获得所述拍摄坐标系与扫描坐标系的转换矩阵。
可选的，还包括：
第二矩阵获得单元，用于获得所述拍摄坐标系与所述图像坐标系的转换矩阵，作为第二转换矩阵；
所述转换单元具体用于，根据所述第一转换矩阵和所述第二转换矩阵，将所述扫描点阵在扫描坐标系下的位置和目标区域在图像坐标系下的位置，转换为相同坐标系下的位置。
可选的，根据所述至少一个扫描点的位置获得所述目标区域的位置时，所述第二位置获得单元具体用于：
根据所述至少一个扫描点的位置，获得所述目标区域在扫描坐标系下或者拍摄坐标系下的位置。
可选的，所述光学扫描为激光扫描。
本申请提供了一种转换矩阵的获得装置，标定板依次位于至少一个标定位置上，所述装置包括：
第一位置获得单元，用于获得光学扫描得到的至少一个扫描点阵的位置，每个扫描点阵对应一个标定位置；
区域检测单元，用于获得拍摄得到的至少一个标定图像，分别检测出每个标定图像上的标定板区域，每个标定图像对应一个标定位置；
矩阵获得单元，用于根据至少一个扫描点阵的位置和至少一个标定图像上的标定板区域，获得所述拍摄坐标系与扫描坐标系的转换矩阵。
可选的，所述矩阵获得单元包括：
第二位置获得单元，用于分别获得每个扫描点阵与标定板的一组交点在扫描坐标系下的位置；
转换单元，用于根据包括初始参数的转换矩阵，将每个标定图像上的标定板区域在图像坐标系下的位置，以及每个扫描点阵与标定板的一组交点在扫描坐标系下的位置，分别转换为在相同坐标系下的标定板平面方程和交点位置；
集合获得单元，用于根据在相同的坐标系下的标定板平面方程和交点位置，获得至少一个距离集合，每个距离集合包括每个扫描点阵与标定板的一组交点，分别与该组交点对应的标定板平面方程的距离值；
优化单元，用于对所述至少一个距离集合进行优化，获得所述初始参数的数值，将所述包括所述初始参数的转换矩阵作为所述拍摄坐标系与扫描坐标系的转换矩阵。
可选的，所述优化单元具体用于，将所述至少一个距离集合中各个距离值的总和最小为优化目标进行优化，获得所述初始参数的数值。
本申请提供了一种运输载具，包括：
光学扫描装置，用于通过光学扫描得到扫描点阵的位置；
拍摄装置，用于拍摄得到检测图像；
处理器，用于从所述检测图像中检测出目标区域，确定所述扫描点阵中落入所述目标区域的至少一个扫描点，从所述扫描点阵中的位置中获得所述至少一个扫描点的位置，根据所述至少一个扫描点的位置，获得所述目标区域的位置。
通过上述技术方案可知，本申请实施例中通过拍摄得到检测图像，从检测图像中检测出目标区域，并通过光学扫描得到扫描点阵的位置，从扫描点阵中确定落入目标区域的扫描点，从而根据落入目标区域的扫描点的位置，检测出目标区域的位置。可见，本申请实施例基于光学扫描和相机拍摄两种检测方式，不再基于光学扫描得到的几何特征检测目标区域，而是通过拍摄图像检测出目标区域，从而降低了目标区域的误检率从而提高位置检测的准确性；同时，本申请实施例根据光学扫描得到的扫描点的位置获得目标区域的位置，进一步提高了位置检测的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本申请提供的位置检测方法的一种方法实施例的流程示意图；
图2为本申请提供的扫描过程的示意图；
图3为本申请提供的转换矩阵的获得方法的一种方法实施例的流程示意图；
图4为本申请提供的一种棋盘格标定板的示意图；
图5为本申请提供的位置检测装置的一种装置实施例的结构示意图；
图6为本申请提供的转换矩阵的获得装置的一种装置实施例的结构示意图；
图7为本申请提供的运输载具的一种装置实施例的结构示意图。
具体实施方式
在自动导航等技术中，通常需要对特定的目标区域的位置进行检测。例如机器人在自动导航过程中需要检测出行人的位置，从而根据行人的位置计算出合理的导航路线，以保证自动导航过程的安全性。下面介绍两种具体的检测方式。
一种是基于双目视觉的检测方式，通过双目相机拍摄两幅图像，利用双目视觉技术对拍摄的两幅图像进行特征匹配，从而检测出目标区域的位置。然而，由于双目相机的基线一般较短，因此这种检测方式对于远距离的位置检测准确性较低。而且，由于这种检测方式需要进行特征匹配，不适用于特征点较少的目标区域，即适用范围较小。
另一种基于激光的检测方式。首先利用激光进行扫描获得扫描数据，从扫描数据中提取出几何特征，根据几何特征确定目标区域从而检测出目标区域的位置。例如，在行人位置的检测场景中，当根据几何特征确定出两个圆柱体时，表示检测出行人的双腿，因此将检测出的两个圆柱体的区域作为目标区域，从而将检测出的目标区域的位置作为行人的位置。然而，这种基于几何特征确定目标区域的方式，可能会导致目标区域检测错误。例如，在行人位置的检测场景中，可能误将其他的圆柱体检测为行人的双腿，导致位置检测准确性较低。
本申请实施例提供一种目标区域的位置检测方法及相关装置，结合了光学扫描和图像拍摄两种检测方式，通过拍摄获得的图像特征代替几何特征检测目标区域，从而降低了目标区域的误检率。同时，不再采用双目视觉而是通过光学扫描检测目标区域的位置，不仅准确性进一步提高而且适用范围更广。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
在介绍本申请实施例的位置检测方法之前，对本申请实施例中的应用场景进行说明。
本申请实施例可以用于位置检测装置中，其中，所述位置检测装置可以为任一种具有硬件结构的检测装置，例如可以为具有导航仪、也可以为机器人、轮椅、平衡车等运输载具。在一种可选的应用场景中，机器人可以通过本申请实施例提供的检测方法，检测目标区域的位置，从而计算出合理的导航路线。
在本实施例的位置检测装置中，可以内置有光学扫描装置、拍摄装置等，也可以与外置的光学扫描装置、拍摄装置相连，获取光学扫描装置扫描得到的数据以及拍摄装置拍摄得到的图像。其中，光学扫描装置指的是具有光学扫描功能的装置，例如具体可以是用于发射激光的激光器。拍摄装置指的是具有拍摄功能的装置，例如相机、具有拍摄功能的手机等，其中，本申请实施例中的拍摄装置可以为单目拍摄装置，即具有一个镜头。
在本申请实施例中，光学扫描装置和拍摄装置通常使用不同的坐标系。其中，光学扫描装置使用扫描坐标系，拍摄装置使用拍摄坐标系，而拍摄装置拍摄出的图像则是位于图像坐标系。下面对本申请实施例涉及的扫描坐标系、拍摄坐标系以及图像坐标系进行分别说明。
扫描坐标系指的以光学扫描时的光学发射点为原点的三维坐标系。例如光学扫描装置为激光器时，扫描坐标系具体为激光坐标系，激光坐标系的原点为激光器的激光发射点。拍摄坐标系指的是以拍摄装置光心为原点的三维坐标系，例如，拍摄装置为相机时，拍摄坐标系具体为相机坐标系，相机坐标系的原点为相机光心。图像坐标系指的是以拍摄的图像上一点作为坐标原点的二维坐标系，例如以拍摄的图像的中心作为原点。
下面对本申请实施例提供的检测方法进行说明。
请参阅图1，本申请实施例提供了目标区域的位置检测方法的一种方法实施例，本申请实施例可以用于位置检测装置中。本实施例的所述方法包括：
s101：获得光学扫描得到的扫描点阵的位置。
在本申请实施例中，可以通过光学扫描装置进行光学扫描，从而得到扫描点阵的位置。例如图2所示，激光器在一个周期的激光扫描过程中，在270°的发射角度范围内，以0.5°为发射角度间隔，依次发射541束激光，从而能够根据返回的激光检测到扫描点阵的位置。其中，扫描点阵包括多个扫描点，每个扫描点指的是发射的激光与障碍物的接触点。
需要说明的是，步骤s101中获得的是扫描点阵在扫描坐标系下的位置。并且，本申请实施例中提到的所有位置均可以通过坐标表示，例如本步骤中具体获得扫描点阵在扫描坐标系下的三维坐标。
s102：获得拍摄得到的检测图像，从所述检测图像中检测出目标区域。
在本申请实施例中，可以通过拍摄装置拍摄得到检测图像，通过对检测图像的图像特征进行图像分析和处理，从而检测出目标区域。例如图2所示，通过相机拍摄得到图像a，从图像a中检测出目标区域b。可见，本申请实施例中不再基于几何特征确定目标区域，而是可以通过检测图像的纹理等图像特征确定目标区域，从而降低了目标区域的误检率。其中，在检测标定板区域时，可以采用fasterrcnn、deformablepartsmodel、adaboost等任一种检测算法，本申请实施例对此不做限定。
需要说明的是，本实施例还可以包括：从检测图像中检测出目标区域在图像坐标系下的位置。
可以理解的是，本申请实施例中为了保证位置检测装置和目标区域的位置基本不变，在相同时刻或者相近时刻执行光学扫描以及拍摄检测图像，。具体地，本申请实施例的光学扫描发生在第一时刻，拍摄检测图像发生在第二时刻，所述第一时刻和所述第二时刻相同或者两者的间隔时间小于时间阈值。
s103：确定所述扫描点阵中落入所述目标区域的至少一个扫描点。
在本申请实施例中，可以通过目标区域在图像坐标系下的位置，以及扫描点阵在扫描坐标系下的位置，确定出扫描点阵中落入目标区域的至少一个扫描点。
一种具体的确定方式包括：将扫描点阵在扫描坐标系下的位置，以及目标区域在图像坐标系下的位置，转换到相同的坐标系下之后进行匹配，例如将扫描点阵在扫描坐标系下的位置转换到图像坐标系下的位置，并且与目标区域在图像坐标系下的位置进行匹配，从而确定出扫描点阵中落入目标区域的扫描点。例如图2所示，激光器在一个周期的激光扫描过程中，依次发射541束激光，从而得到541个扫描点在激光坐标系下的位置，将这541个扫描点的激光坐标系下的位置转换到图像坐标系下，并且根据目标区域在图像坐标系下的位置，确定出共有50个扫描点落入目标区域中。
s104：从所述扫描点阵中的位置中获得所述至少一个扫描点的位置，根据所述至少一个扫描点的位置，获得所述目标区域的位置。
由于在s101中已经获得扫描点阵的位置，从而能够确定出扫描点阵中落入目标区域的各个扫描点的位置，并根据该各个扫描点的位置，获得目标区域的位置。例如，可以将各个扫描点的位置的平均值，作为目标区域的位置。
其中，获得的目标区域的位置可以是所述目标区域在扫描坐标系下或者拍摄坐标系下的位置。例如，本步骤中获得所述至少一个扫描点在激光坐标系下的位置，并转换成至少一个扫描点在相机坐标系下的位置，从而获得目标区域在相机坐标系下的位置。
通过上述技术方案可知，本申请实施例中通过拍摄得到检测图像，从检测图像中检测出目标区域，并通过光学扫描得到扫描点阵的位置，从扫描点阵中确定落入目标区域的扫描点，从而根据落入目标区域的扫描点的位置，检测出目标区域的位置。可见，本申请实施例基于光学扫描和图像拍摄两种检测方式，不再基于光学扫描得到的几何特征检测目标区域，而是通过拍摄获得的图像特征代替几何特征检测目标区域，从而降低了目标区域的误检率从而提高位置检测的准确性；同时，本申请实施例根据光学扫描得到的扫描点的位置获得目标区域的位置，不再采用双目视觉进行检测，不仅准确性进一步提高而且适用范围更广。
在本申请实施例中，由于涉及多个不同的坐标系，因此涉及到坐标系的标定，即多个坐标系之间的转换。例如，在确定落入所述目标区域的扫描点时，需要将扫描点阵在扫描坐标系下的位置，以及目标区域在图像坐标系下的位置，转换到相同的坐标系下之后进行匹配。下面对各个坐标系之间的转换矩阵进行说明。
一、图像坐标系和拍摄坐标系之间可以通过拍摄装置的内参矩阵进行转换。例如，拍摄装置的内参矩阵a可以为：
其中，fx和fy为拍摄装置的镜头的相机焦距。(cx，cy)为拍摄装置主点坐标。内参矩阵具体可以使用matlab的相机工具标定箱获得。
二、扫描坐标系和拍摄坐标系可以通过转换矩阵
一种可选的实施例中，
下面通过示例性地提供一种扫描坐标系和拍摄坐标系之间的转换矩阵的获得方法，该方法可参阅图3。
本申请实施例中获得上述转换矩阵时，需要使用标定板。其中，标定板通常具有一定的标定特征，例如标定板可以为如图4所示的棋盘格标定板，棋盘格标定板由p×q个黑白相间的小方格构成，每个小方格的边长为h。在一种可选的实施例中，p＝q＝10，h＝100毫米。
将标定板依次位于至少一个标定位置上。其中标定板位于任一个标定位置时，拍摄的标定图像上具有完整的标定板，并且光学扫描装置也能够对该标定板进行扫描，例如激光器发射的部分激光束能够打到标定板上。本申请实施例中的光学扫描装置可以通过可见光进行扫描，从而可以通过人眼判断可见光是否打到标定板上。然而由于可见光可能会对周围的环境产生一定的影响，例如光学装置发射的可见光可能会对行人或者驾驶车辆的驾驶员产生影响，存在安全性隐患，因此在本申请实施例光学扫描装置可以通过不可见光进行扫描。此时可以依据光学扫描的扫描范围判断不可见光是否打到标定板上，具体地，由于光学扫描相比于图像拍摄，扫描范围更广，因此通常情况下，若拍摄的标定图像上具有标定板，则表示不可见光也能够打到标定板上。
标定方法具体包括：
s301：获得光学扫描得到的至少一个扫描点阵的位置，每个扫描点阵对应一个标定位置。
当标定板位于每个标定位置时，都利用光线扫描装置进行扫描，得到每个扫描位置对应的一个扫描点阵的位置。例如，将标定板依次位于n个标定位置上，扫描得到n个扫描点阵的位置集合，第i个扫描点阵的位置为位置集合li，i＝1...n。
s302：获得拍摄得到的至少一个标定图像，分别检测出每个标定图像上的标定板区域，每个标定图像对应一个标定位置。
当标定板位于每个标定位置时，都利用拍摄装置进行拍摄得到一个标定图像，其中每个标定图像上都具有完整的标定板的图像，利用图像检测技术检测出每个标定图像上的标定板区域，即标定板所位于的区域。例如，将标定板依次位于n个标定位置上，拍摄n个标定图像并获得n个标定图像的图像数据集合(例如图像的灰度值矩阵等)，其中第i个标定图像的图像数据为图像数据ii，i＝1...n。
其中，在检测标定板区域时，可以采用fasterrcnn、deformablepartsmodel、adaboost等任一种图像检测技术，本申请实施例对此不做限定。
s303：根据至少一个扫描点阵的位置和至少一个标定图像上的标定板区域，获得所述拍摄坐标系与扫描坐标系的转换矩阵。
步骤s303可以具体包括：
s3031：分别获得每个扫描点阵与标定板的一组交点在扫描坐标系下的位置。
本申请实施例中，每个扫描点阵与标定板具有一组交点，其中，第i个扫描点阵与标定板具有mi个交点，构成第i组交点。其中，第i组交点的第j个交点pij在扫描坐标系下的位置为(xlij,ylij,zlij)，其中xlij，ylij，zlij分别为交点pij在扫描坐标系下各个坐标轴上的坐标。
本步骤具体可以利用直线提取算法，例如split-and-merge直线提取算法，确定出每个扫描点阵与标定板的一组交点，并且根据步骤s301获得的扫描点阵的位置，从中确定出交点的位置。
例如，第i个扫描点阵与标定板具有mi个交点，本步骤确定出该mi个交点，根据扫描得到的第i个扫描点阵的位置集合li，从该位置集合li中确定出该mi个交点的位置。
s3032：根据包括初始参数的转换矩阵，将每个标定图像上的标定板区域在图像坐标系下的位置，以及每个扫描点阵与标定板的一组交点在扫描坐标系下的位置，分别转换为在相同坐标系下的标定板平面方程和交点位置。
其中，具体可以分别转换到扫描坐标系下，也可以转换到拍摄坐标系。下面以转换到拍摄坐标系为例进行说明。
由于步骤s3031中获得每个扫描点阵与标定板的一组交点在扫描坐标系下的位置，因此将其转换为拍摄坐标系下的位置。具体转换时需要使用包括初始参数的转换矩阵，例如转换矩阵
因此可以利用上式将第i组交点的第j个交点pij在扫描坐标系下的位置(xlij,ylij,zlij)，转换为拍摄坐标系下的位置：
需要说明的是，上式中的转换矩阵
下面说明将每个标定图像上的标定板区域在图像坐标系下的位置，分别转换为在拍摄坐标系下的标定板平面方程。
具体地，利用拍摄装置的内参矩阵，可以将每个标定图像上的标定板区域在图像坐标系下的位置，转换为每个标定图像上的标定板区域在拍摄坐标系下的位置，并根据拍摄坐标系下的位置，能够获得拍摄坐标系下的标定板平面方程。其中，标定板平面方程指的是标定板所在平面的方程表达式，每一个标定图像对应一个标定板平面方程。例如，第i个标定图像的标定板平面方程可以为aix+biy+ciz+di＝0，其中ai、bi、ci和di分别为标定板方程的系数。
s3033：根据在相同的坐标系下的标定板平面方程和交点位置，获得至少一个距离集合，每个距离集合包括每个扫描点阵与标定板的一组交点，分别与该组交点对应的标定板平面方程的距离值。
在理论上，上述扫描点阵与标定板的交点应该位于标定板的平面方程上，因此本申请实施例中计算上述交点与平面方程之间的距离，并且对该距离进行优化，例如优化目标为距离之和最小，从而确定出转换矩阵中的初始参数的值，从而确定出拍摄坐标系与扫描坐标系的转换矩阵。
其中，第i个扫描点阵与标定板构成的第i组交点，与第i个标定图像的标定板平面方程的距离值构成一个距离集合。其中第i组交点的第j个交点与第i个标定图像的标定板平面方程的距离可以通过下式计算：
s3034：对所述至少一个距离集合进行优化，获得所述初始参数的数值，将所述包括所述初始参数的转换矩阵作为所述拍摄坐标系与扫描坐标系的转换矩阵。
其中，具体可以将所述至少一个距离集合中各个距离值的总和最小为优化目标进行优化，获得所述初始参数的数值。例如，优化目标可以为：
可见本申请实施例提供了拍摄坐标系与扫描坐标系的转换矩阵的一种获得方式，需要说明的是，上述获得方式仅为一种示例性的说明，本申请实施例对于如何获得上述转换矩阵并不加以限定。
可选的，本申请实施例获得所述目标区域在图像坐标下的位置和上述转换矩阵之后，可以将上述转换矩阵作为第一转换矩阵，根据所述第一转换矩阵，将所述扫描点阵在扫描坐标系下的位置和目标区域在图像坐标系下的位置，转换为相同坐标系下的位置；根据所述相同坐标系下的位置确定所述扫描点阵中落入所述目标区域的至少一个扫描点。
其中，将所述扫描点阵在扫描坐标系下的位置和目标区域在图像坐标系下的位置，转换为相同坐标系下的位置时，还会需要拍摄坐标系与所述图像坐标系的转换矩阵，因此，所述方法还可以包括：获得所述拍摄坐标系与所述图像坐标系的转换矩阵，作为第二转换矩阵，其中第二转矩矩阵可以为拍摄装置的内参矩阵；根据所述第一转换矩阵和所述第二转换矩阵，将所述扫描点阵在扫描坐标系下的位置和目标区域在图像坐标系下的位置，转换为相同坐标系下的位置。下面以转换为图像坐标系为例加以说明。
由于目标区域的位置已经位于图像坐标系下，因此不需要对该位置进行坐标系的转换。下面说明将扫描点阵在扫描坐标系下的位置，转换为图像坐标系下的位置的转换过程。
根据第一转换矩阵和第二转换转矩将步骤s101中获得扫描点阵中各个扫描点在扫描坐标系下的位置，转换到图像坐标系下。例如，其中一个扫描点在扫描坐标系下的位置为
因此，根据该扫描点在图像坐标系下的位置pi，以及目标区域在图像坐标系下的位置，能够判断该扫描点是否落入目标区域中。通过重复上述过程，若检测出k个扫描点落入目标区域中，其中第k个扫描点在拍摄坐标系下的位置为pck，k＝1...k，则最终检测出的目标区域的位置p可以为k个扫描点在拍摄坐标系下的位置的平均值，即
对应上述方法实施例，本申请还提供了对应的装置实施例。下面具体说明。
请参阅图5，本申请实施例提供了位置检测装置的一种装置实施例，本实施例的所述装置包括：
第一位置获得单元501，用于获得光学扫描得到的扫描点阵的位置。
图像获得单元502，用于获得拍摄得到的检测图像，从所述检测图像中检测出目标区域。
确定单元503，用于确定所述扫描点阵中落入所述目标区域的至少一个扫描点。
第二位置获得单元504，用于从所述扫描点阵中的位置中获得所述至少一个扫描点的位置，根据所述至少一个扫描点的位置，获得所述目标区域的位置。
可选的，所述扫描点阵的位置为所述扫描点阵在扫描坐标系下的位置；所述确定单元，包括：
第三位置获得单元，用于获得所述目标区域在图像坐标下的位置；
第一矩阵获得单元，用于获得拍摄坐标系与扫描坐标系的转换矩阵，作为第一转换矩阵；
转换单元，用于根据所述第一转换矩阵，将所述扫描点阵在扫描坐标系下的位置和目标区域在图像坐标系下的位置，转换为相同坐标系下的位置；
确定子单元，用于根据所述相同坐标系下的位置确定所述扫描点阵中落入所述目标区域的至少一个扫描点。
可选的，标定板依次位于至少一个标定位置上，第一矩阵获得单元，包括：
第四位置获得单元，用于获得光学扫描得到的至少一个扫描点阵的位置，每个扫描点阵对应一个标定位置；
区域检测单元，用于获得拍摄得到的至少一个标定图像，分别检测出每个标定图像上的标定板区域，每个标定图像对应一个标定位置；
矩阵获得子单元，用于根据至少一个扫描点阵的位置和至少一个标定图像上的标定板区域，获得所述拍摄坐标系与扫描坐标系的转换矩阵。
可选的，还包括：
第二矩阵获得单元，用于获得所述拍摄坐标系与所述图像坐标系的转换矩阵，作为第二转换矩阵；
所述转换单元具体用于，根据所述第一转换矩阵和所述第二转换矩阵，将所述扫描点阵在扫描坐标系下的位置和目标区域在图像坐标系下的位置，转换为相同坐标系下的位置。
可选的，根据所述至少一个扫描点的位置获得所述目标区域的位置时，所述第二位置获得单元具体用于：
根据所述至少一个扫描点的位置，获得所述目标区域在扫描坐标系下或者拍摄坐标系下的位置。
可选的，所述光学扫描为激光扫描。
请参阅图6，本申请实施例提供了转换矩阵的获得装置的一种装置实施例，本实施例中，标定板依次位于至少一个标定位置上，本实施例的所述装置包括：
第一位置获得单元601，用于获得光学扫描得到的至少一个扫描点阵的位置，每个扫描点阵对应一个标定位置；
区域检测单元602，用于获得拍摄得到的至少一个标定图像，分别检测出每个标定图像上的标定板区域，每个标定图像对应一个标定位置；
矩阵获得单元603，用于根据至少一个扫描点阵的位置和至少一个标定图像上的标定板区域，获得所述拍摄坐标系与扫描坐标系的转换矩阵。
可选的，所述矩阵获得单元包括：
第二位置获得单元，用于分别获得每个扫描点阵与标定板的一组交点在扫描坐标系下的位置；
转换单元，用于根据包括初始参数的转换矩阵，将每个标定图像上的标定板区域在图像坐标系下的位置，以及每个扫描点阵与标定板的一组交点在扫描坐标系下的位置，分别转换为在相同坐标系下的标定板平面方程和交点位置；
集合获得单元，用于根据在相同的坐标系下的标定板平面方程和交点位置，获得至少一个距离集合，每个距离集合包括每个扫描点阵与标定板的一组交点，分别与该组交点对应的标定板平面方程的距离值；
优化单元，用于对所述至少一个距离集合进行优化，获得所述初始参数的数值，将所述包括所述初始参数的转换矩阵作为所述拍摄坐标系与扫描坐标系的转换矩阵。
可选的，所述优化单元具体用于，将所述至少一个距离集合中各个距离值的总和最小为优化目标进行优化，获得所述初始参数的数值。
请参阅图7，本申请提供了运输载具的一种装置实施例，本实施例的所述运输载具包括：光学扫描装置701，拍摄装置702和处理器703。处理器703分别与光学扫描装置701和拍摄装置702相连。
光学扫描装置701，用于通过光学扫描得到扫描点阵的位置。
拍摄装置702，用于拍摄得到检测图像。
处理器703，用于从所述检测图像中检测出目标区域，确定所述扫描点阵中落入所述目标区域的至少一个扫描点，从所述扫描点阵中的位置中获得所述至少一个扫描点的位置，根据所述至少一个扫描点的位置，获得所述目标区域的位置。
其中，本实施例的运输载具可以为机器人、轮椅、平衡车等。光学扫描装置指的是具有光学扫描功能的装置，例如具体可以是用于发射激光的激光器。拍摄装置指的是具有拍摄功能的装置，例如相机、具有拍摄功能的手机等，其中，本申请实施例中的拍摄装置可以为单目拍摄装置，即具有一个镜头。处理器703可能是一个中央处理器cpu，或者是专用集成电路asic(applicationspecificintegratedcircuit)，或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。
本实施例提供的运输载具的各功能单元，可以是基于图1所示的方法实施例和图5所示的装置实施例所具备的功能的具体实现，术语的定义和说明与图1所示的方法实施例和图5所示的装置实施例保持一致，此处不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
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