室内导航方法、装置与电子设备

技术特征：
1.一种室内导航方法，其特征在于，包括：基于惯性测量单元imu预积分和匹配特征点的相对位置关系，获取跟随者设备当前时刻相对上一时刻的位姿变化和速度变化；基于所述位姿变化和所述速度变化，获取匹配的导航路径，并基于所述导航路径，引导跟随者前往目标地点；所述惯性测量单元imu预积分为所述跟随者设备检测到的imu测量值在所述上一时刻至所述当前时刻时间段内的积分结果，所述匹配特征点为在所述当前时刻与所述上一时刻分别采集的图像中成功匹配的特征点。2.根据权利要求1所述的室内导航方法，其特征在于，在所述获取跟随者设备当前时刻相对上一时刻的位姿变化和速度变化之前，还包括：采用单目相机，采集所述跟随者设备周围环境的第一图像，并基于imu，获取所述跟随者设备运动过程的imu测量值；按照相同的时间戳，对所述imu测量值进行对齐处理，并对对齐处理后的imu测量值在所述上一时刻至所述当前时刻时间段内进行求积分运算，获取所述惯性测量单元imu预积分；分别对所述当前时刻和所述上一时刻采集到的所述第一图像进行特征点提取，并对提取的特征点进行匹配运算，获取所述当前时刻和所述上一时刻分别对应的第一图像中成功匹配的特征点。3.根据权利要求2所述的室内导航方法，其特征在于，还包括：基于所述上一时刻至所述当前时刻采集到的第一图像，采用光流法进行追踪，获取相邻两帧图像的特征点匹配结果，并基于所述特征点匹配结果，采用基于基本矩阵的随机采样一致性检验法，验证所述成功匹配的特征点。4.根据权利要求1所述的室内导航方法，其特征在于，所述基于所述位姿变化和所述速度变化，获取匹配的导航路径，包括：基于所述位姿变化、所述速度变化和所述当前时刻采集的周围环境的第一图像，与预存的领航者的运动轨迹数据进行匹配运算，获取所述导航路径。5.根据权利要求1-4中任一所述的室内导航方法，其特征在于，还包括：基于所述跟随者设备的运动轨迹与预存的所有领航者的运动轨迹，进行重定位检测并进行轨迹拼接和优化，获取导航区域的全局地图。6.根据权利要求5所述的室内导航方法，其特征在于，还包括：采集领航者运动轨迹起点和终点处标志性建筑的第二图片，并将所述第二图片加入到所述全局地图中。7.根据权利要求1-4、6任一所述的室内导航方法，其特征在于：利用所述跟随者设备，采集所述imu测量值和所述跟随者设备周围环境的图像，并对所述当前时刻与所述上一时刻分别采集的图像进行特征点匹配运算，获取所述匹配特征点并上传到云端；利用所述云端，基于所述imu测量值计算所述惯性测量单元imu预积分，并基于所述匹配特征点计算所述相对位置关系，以及，基于所述惯性测量单元imu预积分和所述相对位置关系，执行所述获取跟随者设备当前时刻相对上一时刻的位姿变化和速度变化至所述获取
匹配的导航路径的步骤，并将所述导航路径下发到所述跟随者设备；利用所述跟随者设备，基于所述导航路径，引导跟随者前往目标地点。8.一种室内导航装置，其特征在于，包括：计算模块，用于基于惯性测量单元imu预积分和匹配特征点的相对位置关系，获取跟随者设备当前时刻相对上一时刻的位姿变化和速度变化；导航模块，用于基于所述位姿变化和所述速度变化，获取匹配的导航路径，并基于所述导航路径，引导跟随者前往目标地点；所述惯性测量单元imu预积分为所述跟随者设备检测到的imu测量值在所述上一时刻至所述当前时刻时间段内的积分结果，所述匹配特征点为在所述当前时刻与所述上一时刻分别采集的图像中成功匹配的特征点。9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1至7中任一项所述的室内导航方法的步骤。10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，所述计算机指令被计算机执行时，实现如权利要求1至7中任一项所述的室内导航方法的步骤。

技术总结
本发明实施例提供一种室内导航方法、装置与电子设备，其中所述方法包括：基于惯性测量单元IMU预积分和匹配特征点的相对位置关系，获取跟随者设备当前时刻相对上一时刻的位姿变化和速度变化；基于所述位姿变化和所述速度变化，获取匹配的导航路径，并基于所述导航路径，引导跟随者前往目标地点；所述惯性测量单元IMU预积分为所述跟随者设备检测到的IMU测量值在所述上一时刻至所述当前时刻时间段内的积分结果，所述匹配特征点为在所述当前时刻与所述上一时刻分别采集的图像中成功匹配的特征点。本发明实施例通过将IMU和视觉测量融合起来，借助于IMU为单目视觉提供统一的尺度，能够有效解决单目视觉尺度不确定性的问题。能够有效解决单目视觉尺度不确定性的问题。能够有效解决单目视觉尺度不确定性的问题。


技术研发人员：杨铮 梁健哲 徐京傲
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：2020.10.28
技术公布日：2022/4/29