集微網(wǎng)消息，視覺定位是使用相機(jī)所拍攝的圖像或者視頻來進(jìn)行定位，精確定位出相機(jī)在真實世界中的位置和姿態(tài)，是近些年來計算機(jī)視覺領(lǐng)域的熱點問題。
尤其在增強(qiáng)現(xiàn)實、交互虛擬現(xiàn)實、機(jī)器人視覺導(dǎo)航、公共場景監(jiān)控、智能交通等諸多領(lǐng)域，都具有十分重要的意義。目前，視覺定位技術(shù)主要包括基于無人機(jī)基礎(chǔ)地圖或者衛(wèi)星地圖的視覺定位方法。
無人機(jī)基礎(chǔ)地圖主要通過無人機(jī)對場景進(jìn)行傾斜攝影，根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)動恢復(fù)結(jié)構(gòu)三維重建得到的，或者通過衛(wèi)星對場景進(jìn)行白模重建得到的。基于無人機(jī)基礎(chǔ)地圖或者衛(wèi)星地圖的視覺定位方法，使用該無人機(jī)基礎(chǔ)地圖對相機(jī)所拍攝的圖像或者視頻進(jìn)行定位，獲取相機(jī)在無人機(jī)基礎(chǔ)地圖中的6個自由度位姿。
這類視覺定位技術(shù)雖然可以應(yīng)對大規(guī)模場景的視覺定位，但是也存在著定位成功率較低和定位精度不高的問題。
為此，華為在2020年2月27日申請了一項名為“視覺定位方法和裝置”的發(fā)明專利（申請?zhí)枺?02010126108.0），申請人為華為技術(shù)有限公司。
根據(jù)該專利目前公開的相關(guān)資料，讓我們一起來看看這項視覺定位方法吧。
如上圖，為該專利中發(fā)明的視覺定位方法的流程示意圖，首先，終端設(shè)備通過攝像頭采集第一圖像，即需要進(jìn)行查詢的圖像，再將第一圖像發(fā)送至服務(wù)器，當(dāng)服務(wù)器接收后，會根據(jù)第一圖像和航拍模型，確定圖像的第一位姿，這里的第一位姿，即為圖像中捕捉到的內(nèi)容所在的位置。在該專利中，提出了一種改進(jìn)的基于航拍模型的視覺定位方案，該方案可以有效結(jié)合第一圖像的天際線和建筑物線面語義信息，確定第一位姿，提升定位成功率和定位精度。
具體來說，服務(wù)器會根據(jù)第一圖像的天際線確定N個初始位姿，以及根據(jù)第一圖像的建筑物線面語義信息、該N個初始位姿和航拍模型，確定第一位姿。接著，服務(wù)器再根據(jù)第一位姿確定第一虛擬物體的描述信息，并將該信息返回給終端設(shè)備。最后，終端設(shè)備在用戶界面上顯示出由該描述信息對應(yīng)的虛擬物體，例如通過增強(qiáng)顯示的方式帶給用戶較為良好的體驗。
如上圖，為上述這種改進(jìn)的基于航拍模型的視覺定位方法的流程圖，首先，該模型通過第一圖像對應(yīng)的終端設(shè)備的位置信息和磁力計角度偏轉(zhuǎn)信息，確定初始位姿集合。終端設(shè)備的位置信息包括GPS信息和磁力計角度偏轉(zhuǎn)信息。
再根據(jù)第一圖像獲取第一圖像的天際線和建筑物線面語義信息，在這個過程中，通常使用語義分割網(wǎng)絡(luò)來區(qū)分出建筑物、天空、植被和地面等。接著，根據(jù)獲得的天際線和航拍模型，在初始位姿集合中確定N個初始位姿并進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化。最后，根據(jù)建筑物線面語義信息、優(yōu)化后的N個初始位姿和航拍模型來確定第一位姿。
如上圖，為經(jīng)過語義分割后的效果圖，將第一圖像(上圖最左側(cè)的圖像)輸入至第一語義分割網(wǎng)絡(luò)，第一語義分割網(wǎng)絡(luò)可以區(qū)分出建筑物、天空、植被和地面等，輸出語義分割效果圖(上圖中間的圖像)，基于該語義分割效果圖提取天際線，即可得到第一圖像的天際線(上圖最右側(cè)的圖像)。
以上就是華為發(fā)明的視覺定位方法，該方案將地面模型的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到航拍模型的坐標(biāo)系，并基于第一圖像的天際線和建筑物線面語義信息和空地模型中的地面模型進(jìn)行視覺定位，從而提升了視覺定位的成功率和精度。
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