一种基于重跟踪策略的单目视觉机器人同步定位与地图构建方法
专利汇可以提供一种基于重跟踪策略的单目视觉机器人同步定位与地图构建方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于重 跟踪 策略的单目视觉 机器人 同步 定位 与地图构建方法。本方法为：1)对每张图片提取ORB特征；2)利用相邻图片的特征匹配跟踪相机 姿态 ；3)对跟踪丢失的图片执行重定位与重跟踪策略；4)若重定位成功执行，则估计当前相机的姿态，且停止执行重跟踪策略并删除其产生的临时变量；5)若重跟踪策略成功执行，则产生一条新的轨迹；6)对产生的轨迹数量进行判定，若数量超过 阈值 ，则将最初始的轨迹剔除；7)对每个关键 帧 进行闭环检测，检测成功后进行轨迹融合；8)定位系统结束时，对所述轨迹进行筛选，得到一条姿态正确的轨迹。本发明的优势在于能在快速移动、遮挡、纹理不足、光照变化的条件下，定位完整的相机轨迹。，下面是一种基于重跟踪策略的单目视觉机器人同步定位与地图构建方法专利的具体信息内容。
1.一种基于重跟踪策略的单目视觉机器人同步定位与地图构建方法，其步骤为：
1)输入摄像头捕获的场景图像，对每张图片提取ORB特征；
2)利用相邻图片的特征匹配跟踪相机姿态；
3)在跟踪丢失时，对跟踪丢失的图片执行重定位与重跟踪策略；所述重跟踪策略采用局部初始化算法；所述局部初始化包括以下步骤：
a)查找初始匹配点对：提取当前帧的ORB特征，搜索当前帧与参考帧的特征点匹配个数，若匹配数量大于设定阈值，则执行b)；否则将当前帧设置为参考帧，重新执行a)；
b)模型选择：采用RANSAC策略，分别用八点法与四点法估计基本矩阵F与单应矩阵H，并计算相应的重投影误差，选择误差小的矩阵作为系统模型；
c)运动估计与地图构建：利用上述b)中选择的模型，计算相机的姿态以及构建环境地图；
4)若所述重定位成功执行，则估计当前相机的姿态，且停止执行所述重跟踪策略并删除其产生的临时变量；然后执行步骤7)；
5)若所述重跟踪策略成功执行，则产生一条新的轨迹；
6)对产生的轨迹数量进行判定，若数量超过阈值，则将最初始的轨迹剔除；
7)对每个关键帧进行闭环检测，检测成功后进行轨迹融合；进行轨迹融合的方法为：首先计算当前关键帧与闭环关键帧的相似变换矩阵Sc,l；然后用Sc,l修正当前关键帧的姿态Tc,w，获得修正后的姿态 然后修正当前关键帧所在轨迹的关键帧；最后将当前轨迹的标签更改为闭环关键帧所在轨迹的标签；
8)对轨迹进行筛选，删除冗余轨迹，得到一条姿态正确的轨迹。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其具体执行流程为：
a)输入摄像头捕获的场景图像；
b)判断是否跟踪丢失，若是则执行步骤c)，否则执行步骤d)；
c)重定位当前图像，若成功，则删除临时变量，执行步骤d)；否则执行步骤e)；
d)提取ORB特征并估计相机姿态；执行步骤g)；
e)局部初始化相机轨迹，若成功，执行步骤f)，否则执行步骤g)；
f)判断轨迹数量，若超过给定阈值，先删除标签最小的轨迹，再从当前位置生成新的轨迹；否则直接从当前位置生成新的轨迹；
g)检测闭环，若形成闭环，则修正并融合轨迹；
h)判断系统状态，若系统即将结束，则删除冗余轨迹；否则返回步骤a)。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对图像提取ORB特征，并采用RANSAC策略与PnP算法估计相机姿态。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，系统在第一次跟踪丢失发生前，产生的轨迹标签设置为0。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，修正当前关键帧所在轨迹的关键帧时，分两种情况考虑：一，若当前关键帧与闭环关键帧属于同一条轨迹，则修正当前关键帧的所有邻接关键帧；二，若当前关键帧与闭环关键帧属于不同的轨迹，则按从后向前的顺序修正当前轨迹上的所有关键帧。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，系统在即将结束时删除冗余的轨迹的方法为：标签不为0的轨迹都属于冗余的轨迹，首先在关键帧数据库上删除这些轨迹上的关键帧；然后在重建地图中中删除这些关键帧对应的点云图。
一种基于重跟踪策略的单目视觉机器人同步定位与地图构建
方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
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