一种3d地图融合方法、装置及电子设备的制造方法_2

文档序号:9688366阅读:来源:国知局
实施例提供的地图确定模块的结构框图;
[0064]图13为本发明实施例提供的配准图像特征确定单元的结构框图。
【具体实施方式】
[0065]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做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。
[0066]图1为本发明实施例提供的3D地图融合方法的流程图,该方法可应用于电子设备,该电子设备可以是能够进行数据计算处理的设备,如电脑等,参照图1,该方法可以包括:
[0067]步骤S100、将各待融合3D地图分别投影到预设的η个二维平面,确定各待融合3D地图所对应的η个二维地图;
[0068]可选的,投影3D地图的二维平面可随机选取,也可预先确定;投影3D地图的二维平面个数η,可与电子设备的系统内核数相一致,以优选的对投影后的各待融合3D地图的η个二维地图进行平行处理;显然,η值也可根据实际应用需要设定,本发明实施例并不作限制。
[0069]对于每一个需要进行3D地图融合的3D地图(即待融合3D地图),本发明实施例可将每一个待融合3D地图均投影到预设的η个二维平面,从而获取到投影后的,每一个待融合3D地图所对应的η个二维地图;若待融合3D地图的数量为m,则可获取到一共m*n个二维地图,即一个待融合3D地图对应η个二维地图。
[0070]步骤S110、根据各二维平面所对应的二维地图之间相配准的图像特征,确定配准结果符合预设条件的二维平面所对应的二维地图;
[0071]可选的,在将各待融合3D地图分别投影到预设的η个二维平面后,本发明实施例可对同一二维平面的二维地图进行图像特征配准,从而获取到各二维平面所对应的二维地图之间相配准的图像特征;
[0072]以待融合3D地图的数量为两张,分别为3D地图1和3D地图2,预设的η个二维平面为二维平面1和二维平面2为例,本发明实施例可将3D地图1分别投影到二维平面1和二维平面2,可获取到3D地图1对应的二维平面1的二维地图,3D地图1对应的二维平面2的二维地图,将3D地图2分别投影到二维平面1和二维平面2,可获取到3D地图2对应的二维平面1的二维地图,3D地图2对应的二维平面2的二维地图;之后,可将同一二维平面的二维地图进行图像特征配准,即将3D地图1对应的二维平面1的二维地图和3D地图2对应的二维平面1的二维地图进行图像特征配准,将3D地图1对应的二维平面2的二维地图和3D地图2对应的二维平面2的二维地图进行图像特征配准,从而获取到二维平面1所对应的二维地图之间相配准的图像特征,及二维平面2所对应的二维地图之间相配准的图像特征;
[0073]可选的,图像特征表示的是地图结构信息,可采用SIFT (Scale-1nvariantfeature transform,尺度不变特征转换)特征,SURF (Speeded Up Robust Features,加速稳健特征)等表示;本发明实施例确定配准结果符合预设条件的二维平面所对应的二维地图,可以是根据各二维平面所对应的二维地图之间相配准的图像特征,确定各二维平面所对应的二维地图之间的图像相似度,从而将图像相似度符合预设条件的二维平面所对应的二维地图,确定为符合预设条件的二维平面所对应的二维地图。
[0074]可选的,由于每一个待融合3D地图均对应有η个二维地图,为实现快速的配准结果符合预设条件的二维平面所对应的二维地图的确定,本发明实施例可通过并行处理进行配准结果符合预设条件的二维平面所对应的二维地图的确定,图2示出了通过并行处理方式确定配准结果符合预设条件的二维平面所对应的二维地图的示意图,可进行参照,如图2所示,一个线程可计算一个二维平面所对应的二维地图之间相配准的图像特征,多条线程并行处理,可同时计算出η个二维平面所对应的二维地图之间相配准的图像特征,进而快速的确定出相配准的图像特征的配准结果符合预设条件的二维平面所对应的二维地图。可选的,并行处理的线程数优选与电子设备的系统内核数相一致。
[0075]步骤S120、估计所述符合预设条件的二维地图之间的变换关系;
[0076]可选的,在确定相配准的图像特征的配准结果符合预设条件的二维平面所对应的二维地图后,本发明实施例可根据所述符合预设条件的二维平面间相配准的图像特征,得到各相配准的图像特征的图像坐标,从而依据各相配准的图像特征的图像坐标,来估计二维地图间的变换关系;可选的,二维地图之间的变换关系可采用仿射变换矩阵参数,或者旋转和平移参数标准。
[0077]对于二维地图之间的变换关系采用仿射变换矩阵参数表征的情况,本发明实施例估计二维地图间的变换关系可以是估计两幅图像之间的仿射变换关系,估计变换关系的二维地图可以为处于3D地图同一层的地图,即二维地图所对应的3D地图的高度需一致;变换关系的估计方式可以采用非线性参数估计的方法,结合RANSAC(RANdom SAmpleConsensus,根据一组包含异常数据的样本数据集,计算出数据的数学模型参数,得到有效样本数据的算法)算法,估计所述符合预设条件的二维地图之间的变换关系。
[0078]步骤S130、将所述变换关系应用于所述各待融合3D地图,对所述各待融合3D地图进行融合。
[0079]可选的,所得到的二维地图之间的变换关系,可直接应用于对应的3D地图,将3D地图进行有效拼接,实现待融合3D地图间的3D地图融合。
[0080]本发明实施例提供的3D地图融合方法,将各待融合3D地图分别投影到预设的η个二维平面,确定各待融合3D地图所对应的η个二维地图;根据各二维平面所对应的二维地图之间相配准的图像特征,确定配准结果符合预设条件的二维平面所对应的二维地图;估计所述符合预设条件的二维地图之间的变换关系;将所述变换关系应用于所述各待融合3D地图,对所述各待融合3D地图进行融合。本发明实施例通过对待融合3D地图投影后得到的同一二维平面的二维地图进行图像特征配准,确定出二维地图之间的变换关系,从而将二维地图之间的变换关系应用于待融合3D地图,实现待融合3D地图的融合,由于二维地图进行配准的图像特征数量较小,且二维地图之间的变换关系的计算量较小,因此本发明实施例提供的3D地图融合方法的运算量较小,速度较快。
[0081]可选的,本发明实施例可根据3D地图的高度,采用分层投影的方式,将各待融合3D地图分别投影到预设的η个二维平面。对应的,图3示出了本发明实施例提供的将3D地图投影到二维平面的方法流程图,参照图3,该方法可以包括:
[0082]步骤S200、将待融合3D地图按照3D地图的高度,在不同高度截取平面层面,得到η个平面层面;
[0083]可选的,本发明实施例可在Ζ轴方向(即3D地图的高度方向),按照3D地图的不同高度取得不同平面层面;所截取的平面个数可根据系统内核数来确定最优的值,以使平面个数与平行处理的线程数相关。
[0084]可选的,各层地图高度可按照3D地图表征的环境进行确定,显然也可随机确定。
[0085]以3D地图的高度为10单位长度为例,系统内核数为3,则本发明实施例可随机选取各层地图高度,取得3个平面层面;如在3单位长度的高度截取3D地图的平面,得到第一个平面层面,在7单位长度的高度截取3D地图的平面,得到第二个平面层面,在9单位长度的高度截取3D地图的平面,得到第三个平面层面,共获取到三个平面层面。
[0086]步骤S210、将各待融合3D地图分别映射到所述η个平面层面,得到各待融合3D地图所对应的η个二维地图。
[0087]按照3D地图的不同高度所截取到的3D地图的η个平面层面,即为本发明实施例各待融合3D地图所需要投影到的η个二维平面,将各待融合3D地图分别映射到所述η个平面层面,即可得到各待融合3D地图所对应的η个二维地图。
[0088]可选的,在得到各待融合3D地图所对应的η个二维地图后,可对相同二维平面所对应的二维地图进行图像特征配准处理,从而通过二维平面所对应的二维地图之间相配准的图像特征确定二维平面所对应的二维地图之间的图像相似度,进而确定配准结果符合预设条件的二维平面所对应的二维地图。对应的,图4示出了本发明实施例提供的确定配准结果符合预设条件的二维平面所对应的二维地图的方法流程图,参照图4,该方法可以包括:
[0089]步骤S300、将相同二维平面所对应的二维地图进行图像特征配准处理,确定各二维平面所对应的二维地图之间相配准的图像特征;
[0090]可选的,在确定各二维平面所对应的二维地图之间相配准的图像特征时,可对各二维地图的图像特征进行筛选,从而剔除次图像特征,保留主图像特征,进而通过主图像特征进行二维地图之间的图像特征配准。可选的,图5示出了本发明实施例提供的确定各二维平面所对应的二维地图之间相配准的图像特征的方法流程图,参照图5,该方法可以包括:
[0091]步骤S400、通过SIFT算法,剔除相同二维平面所对应的各二维地图的次图像特征,保留主图像特征,所述次图像特征为与二维地图的SIFT特征向量相匹配的图像特征;
[0092]SIFT (Scale-1nvariant feature transform,尺度不变特征转换)是用于图像处理领域的一种描述子。这种描述具有尺度不变性,可在图像中检测出关键点,是一种局部特征描
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