一种三维地图构建方法以及相关设备与流程

本技术涉及三维建图，具体涉及一种三维地图构建方法以及相关设备。

背景技术：

1、随着计算机视觉技术的不断发展，目前，三维建图方法已广泛应用于诸如机器人、无人机、虚拟现实、增强现实等领域。

2、而传统的三维建图方法中，通常是在获得诸如相机、惯性测量单元、里程计、激光雷达等传感设备采集到的建图数据之后，基于所有的建图数据进行建图，以获得三维地图。在这一过程中，若建图数据中出现较多错误或者误差较大，则通常会导致位姿优化效果较差，使得最终获得的三维地图质量较差。

技术实现思路

1、本技术提供一种三维地图构建方法，可以获得高质量的三维地图。本技术还提供了相应的装置、设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品等。

2、本技术第一方面提供一种三维地图构建方法，该方法包括：根据第一三维地图对应的位姿估计信息和/或位姿匹配信息，对第一三维地图进行位姿优化，以获得优化后的第一三维地图所对应的多个第一图像中每个第一图像的第一优化位姿，以及，优化后的第一三维地图对应的第一评估信息，第一评估信息用于评估每个第一图像的第一优化位姿的优化质量；根据第一优化位姿以及第一评估信息，从多个第一图像中确定目标图像，并确定每个目标图像对应的目标位姿；根据目标图像对应的目标位姿，获得目标三维地图。

3、在第一方面中，可以基于位姿估计信息和/或位姿匹配信息对第一三维地图进行位姿优化，获得优化后的第一三维地图，并获得优化后的第一三维地图对应的第一评估信息。其中，基于位姿估计信息和/或位姿匹配信息对第一三维地图进行优化，保证了第一优化位姿的精度，为最终获得质量较好的目标三维地图提供较好的数据基础。此时，该第一评估信息可以反映各个第一图像对应的第一优化位姿与优化后的第一三维地图相匹配的程度，或者说，可以反映相应第一图像对应的第一优化位姿存在异常的可能性。这样，根据第一优化位姿以及第一评估信息，可以从多个第一图像中确定位姿较为准确的目标图像以用于获得目标三维地图，从而减少异常的图像影响后续的构图操作的影响，提升最终获得的目标三维地图的质量。

4、在第一方面的一种可能的实现方式中，第一评估信息包括优化后的第一三维地图中每个第一图像对应的权重。

5、该种可能的实现方式中，每个第一图像对应的权重可以体现相应第一图像对应的第一优化位姿与优化后的第一三维地图相匹配的程度。并且，每个第一图像对应的权重可以反映用于后续的构图操作(例如构建目标三维地图)的可能性。

6、在第一方面的一种可能的实现方式中，第一评估信息包括优化后的第一三维地图对应的特征点匹配信息，特征点匹配信息包括多个第一图像中的至少一个特征点对应的匹配信息。

7、该种可能的实现方式中，多个第一图像中的至少一个特征点对应的匹配信息可以包括特征点之间的匹配信息和/或特征点与优化后的第一三维地图中的空间点之间的匹配信息。

8、在第一方面的一种可能的实现方式中，特征点匹配信息包括第一数值和/或第二数值；第一数值为多个第一图像所包含的多个特征点中，在优化后的第一三维地图的多个空间点中存在相匹配的空间点的特征点的数量或者比例；第二数值为至少一组第一图像对包含的匹配点对的数量，每一组第一图像对中的两个图像包含于多个第一图像中，并且，每一组第一图像对中的匹配点对的数量为相应第一图像对的两个图像之间相匹配的特征点对的数量或者比例。

9、该种可能的实现方式中，第一数值可以是基于优化后的第一三维地图与每个第一图像之间的重投影误差而确定的。第一数值可以认为是优化后的第一三维地图对应的满足3d-2d匹配的特征点的数量或者比例。第二数值可以反映优化后的第一三维地图对应的2d-2d匹配结果。

10、在第一方面的一种可能的实现方式中，根据第一优化位姿以及第一评估信息，从多个第一图像中确定目标图像，并确定每个目标图像对应的目标位姿，包括：在第一评估信息不满足第一预设条件的情况下，根据优化后的第一三维地图中每个第一图像对应的权重，从多个第一图像中确定多个第二图像，并确定每个第二图像对应的权重；根据每个第二图像对应的权重，以及每个第二图像对应的第一优化位姿进行位姿优化，以获得每个第二图像对应的更新后的第一优化位姿和关于每个更新后的第一优化位姿的第二评估信息，直到第二评估信息满足第二预设条件，并根据满足第二预设条件的第二评估信息以及满足第二预设条件的第二评估信息对应的更新后的第一优化位姿，从多个第二图像中确定目标图像，并确定每个目标图像对应的目标位姿，其中，第二评估信息中包括每个第二图像对应的更新后的权重。

11、该种可能的实现方式中，当第一评估信息不满足第一预设条件时，可以认为该多个第一图像中出现位姿异常的图像的可能性较高，导致优化后的第一三维地图的质量可能受到影响，因此，需要继续进行位姿优化。而该种可能的实现方式中的方法中，可以根据位姿对应的权重(例如在位姿优化过程中使得低权重进一步降低)，通过一次或多次的位姿优化，识别出多个第一图像中可能存在位姿异常情况的图像，确定出位姿较为准确的目标图像，并获得目标图像的较为准确的目标位姿，从而为后续的构图操作提供较好的数据基础，降低位姿异常的图像对后续的构图操作的影响。

12、在第一方面的一种可能的实现方式中，根据第一优化位姿以及第一评估信息，从多个第一图像中确定目标图像，并确定每个目标图像对应的目标位姿，包括：在第一评估信息满足第一预设条件的情况下，从多个第一图像中确定目标图像，并将每个目标图像对应的第一优化位姿确定为相应目标图像的目标位姿。

13、该种可能的实现方式中，当第一评估信息满足第一预设条件时，可以认为多个第一图像中绝大部分甚至全部图像与优化后的第一三维地图的匹配程度均较好，该多个第一图像中出现位姿异常的图像的可能性较低，此时，可以认为各个第一图像对应的第一优化位姿已经达到期望的优化状态，因此，可以从多个第一图像中确定目标图像，并将每个目标图像对应的第一优化位姿确定为相应目标图像的较为准确的目标位姿。

14、在第一方面的一种可能的实现方式中，该方法还包括：根据第一评估信息，输出指示信息，指示信息用于指示关于建图数据的采集方式；获取基于指示信息而得到的目标建图数据；根据目标图像对应的目标位姿，获得目标三维地图，包括：根据目标建图数据和目标图像对应的目标位姿，获得目标三维地图。

15、该种可能的实现方式中，可以基于三维地图构建过程中生成的第一评估信息，确定相应的建图数据中可能出现的问题，从而指导相应的数据采集过程，以及时弥补当前的建图数据中的异常，保证了建图数据的质量，为获得高质量的三维地图提供较好的数据基础，避免由于采集过程中的问题而导致最终建图失败。

16、在第一方面的一种可能的实现方式中，位姿估计信息包括全局位姿信息和/或相对位姿信息；全局位姿信息包括第一三维地图对应的多个图像在第一三维地图对应的坐标系下的位姿估计信息；相对位姿信息包括至少一组第二图像对中，每一组第二图像对包含的两个图像之间的相对位姿的信息，至少一组第二图像对中的图像包含于第一三维地图对应的多个图像中。

17、在第一方面的一种可能的实现方式中，位姿匹配信息包括第一三维地图与第一三维地图对应的多个图像中的至少一个图像之间的匹配信息，和/或，至少一组第二图像对中，每一组第二图像对包含的两个图像之间的相对位姿匹配信息，至少一组第二图像对中的图像包含于第一三维地图对应的多个图像中。

18、本技术第二方面提供一种三维地图构建装置，该装置具有实现上述第一方面或第一方面任意一种可能实现方式的方法的功能。该功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。该硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块，例如优化模块、确定模块、处理模块、输出模块以及获取模块。

19、本技术第三方面提供一种电子设备，该电子设备包括至少一个处理器、存储器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机执行指令，当计算机执行指令被处理器执行时，处理器执行如上述第一方面或第一方面任意一种可能的实现方式的方法。

20、本技术第四方面提供一种存储一个或多个计算机执行指令的计算机可读存储介质，当计算机执行指令被处理器执行时，处理器执行如上述第一方面或第一方面任意一种可能的实现方式的方法。

21、本技术第五方面提供一种存储一个或多个计算机执行指令的计算机程序产品，该计算机程序产品包含计算机执行指令，当计算机执行指令被处理器执行时，处理器执行如上述第一方面或第一方面任意一种可能的实现方式的方法。

22、本技术第六方面提供了一种芯片系统，该芯片系统包括处理器，用于支持电子设备实现上述第一方面或第一方面任意一种可能的实现方式中所涉及的功能。在一种可能的设计中，芯片系统还可以包括存储器，存储器用于保存必要的程序指令和数据。该芯片系统，可以由芯片构成，也可以包含芯片和其他分立器件。

23、其中，第二方面至第六方面或者其中任一种可能实现方式所带来的技术效果可参见第一方面或第一方面的相关可能实现方式所带来的技术效果，此处不再赘述。