GNSS和视觉SLAM融合的轨迹测量方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种GNSS和视觉SLAM融合的轨迹测量方法和装置，所述方法，包括以下步骤：提取当前帧的特征点，并跟踪相机的位姿；根据当前帧的特征点，判断当前帧是否可作为关键帧；如果当前帧可作为关键帧，则获取相机的运动轨迹；根据相机的运动轨迹，对视觉SLAM进行初始化；在初始化完成之后，对相机的位姿进行扩展局部优化和全局优化。由此，本发明专利技术实施例的GNSS和视觉SLAM融合的轨迹测量方法，能够在低成本、高易用性的前提下提升轨迹测量精度。高易用性的前提下提升轨迹测量精度。高易用性的前提下提升轨迹测量精度。

【技术实现步骤摘要】
GNSS和视觉SLAM融合的轨迹测量方法和装置


[0001]本专利技术涉及图像处理
，尤其涉及一种GNSS和视觉SLAM融合的轨迹测量方法和装置。

技术介绍

[0002]相关技术中，参考轨迹有如下测量方案：基于仿真的数据集，相机运动轨迹已知；在室外，使用差分GNSS+INS融合导航的方式测量相机轨迹；在室内，使用相机集群或激光雷达测量设备的轨迹；使用视觉标记物，测量设备轨迹。
[0003]这些方案中，相机集群、激光雷达、差分GNSS+INS融合导航的定位精度高，但设备价格昂贵。使用视觉标记物定位，则需要在测试场景中放置多个标志物，并预先测定它们的位置，如果测试场景很大，那么该方案的可实现性很低。因此，相关技术方案成本较高、易用性差。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少从一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的第一个目的在于提出一种GNSS和视觉SLAM融合的轨迹测量方法，该方法能够在低成本、高易用性的前提下提升轨迹的测量精度。
[0005]本专利技术的第二个目的在于提出一种GNSS和视觉SLAM融合的轨迹测量装置。
[0006]本专利技术的第三个目的在于提出一种计算机设备。
[0007]本专利技术的第四个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。
[0008]为达到上述目的，本专利技术第一方面实施例提出了一种GNSS和视觉SLAM融合的轨迹测量方法，包括以下步骤：提取当前帧的特征，并跟踪相机的位姿；根据所述当前帧的特征，判断所述当前帧是否可作为关键帧；如果所述当前帧可作为所述关键帧，则获取相机运动轨迹；根据所述相机的运动轨迹，对视觉SLAM进行初始化；在所述初始化完成之后，对所述相机的位姿进行扩展局部优化和全局优化。
[0009]根据本专利技术实施例的GNSS和视觉SLAM融合的轨迹测量方法，提取当前帧的特征，并跟踪相机的位姿，根据当前帧的特征判断当前帧是否可作为关键帧，如果当前帧可作为关键帧，则获取相机运动轨迹，并根据相机的运动轨迹，对视觉SLAM进行初始化，在初始化完成之后，对相机的位姿进行扩展局部优化和全局优化。由此，该方法能够在低成本、高易用性的前提下提升轨迹的测量精度。
[0010]另外，根据本专利技术上述实施例提出的GNSS和视觉SLAM融合的轨迹测量方法还可以具有如下附加的技术特征：
[0011]根据本专利技术的一个实施例，在获取到所述相机运动轨迹是沿直线运行时，所述根据所述相机的运动轨迹，进行初始化，包括：在所述相机的运动距离超过预设距离，且接收到预设数量的GNSS观测点时，对视觉SLAM的尺度进行初始化。
[0012]根据本专利技术的一个实施例，在获取到所述相机运动轨迹是沿两个相互垂直方向
时，所述根据所述相机的运动轨迹，进行初始化，包括：在所述相机运动轨迹在两个相互垂直方向上的尺度均超过对应预设阈值的情况下，对视觉SLAM的尺度进行初始化；在完成了所述尺度的初始化之后，对视觉SLAM的位姿进行初始化。
[0013]根据本专利技术的一个实施例，所述判断所述当前帧是否可作为关键帧之后，包括：将所述当前帧发送给视觉建图线程，以便构建局部地图；将所述当前帧发送给回环检测线程，以便检测所述相机的运动轨迹是否存在回环；如果检测到所述相机的运动轨迹存在回环，则进行回环连接。
[0014]为达到上述目的，本专利技术第二方面实施例提出了一种GNSS和视觉SLAM融合的轨迹测量装置，包括：提取模块，用于提取当前帧的特征，并跟踪相机的位姿；判断模块，用于根据所述当前帧的特征，判断所述当前帧是否可作为关键帧；获取模块，用于在所述当前帧可作为所述关键帧时，获取相机运动轨迹；初始化模块，用于根据所述相机的运动轨迹，对视觉SLAM进行初始化；优化模块，用于在所述初始化完成之后，对所述相机的位姿进行扩展局部优化和全局优化。
[0015]根据本专利技术实施例的GNSS和视觉SLAM融合的轨迹测量装置，通过提取模块提取当前帧的特征，并跟踪相机的位姿，通过判断模块根据当前帧的特征，判断当前帧是否可作为关键帧，通过获取模块在当前帧可作为关键帧时，获取相机运动轨迹，通过初始化模块根据相机的运动轨迹，对视觉SLAM进行初始化，通过优化模块在初始化完成之后，对相机的位姿进行扩展局部优化和全局优化。由此，该装置能够在低成本、高易用性的前提下提升轨迹的测量精度。
[0016]另外，根据本专利技术上述实施例提出的GNSS和视觉SLAM融合的轨迹测量装置还可以具有如下附加的技术特征：
[0017]根据本专利技术的一个实施例，在所述获取模块获取到所述相机运动轨迹是沿直线运行时，所述初始化模块，具体用于：在所述相机的运动距离超过预设距离，且接收到预设数量的GNSS观测点时，对视觉SLAM的尺度进行初始化。
[0018]根据本专利技术的一个实施例，在所述获取模块获取到所述相机运动轨迹是沿两个相互垂直方向时，所处初始化模块，具体用于：在所述相机运动轨迹在两个相互垂直方向上的尺度均超过对应预设阈值的情况下，对视觉SLAM的尺度进行初始化；在完成了所述尺度的初始化之后，对视觉SLAM的位姿进行初始化。
[0019]根据本专利技术的一个实施例，上述装置，还包括：建图模块，用于将所述当前帧发送给视觉建图线程，以便构建局部地图；检测模块，用于将所述当前帧发送给回环检测线程，以便检测所述相机的运动轨迹是否存在回环；连接模块，用于在检测到所述相机的运动轨迹存在回环时，进行回环连接。
[0020]为达到上述目的，本专利技术第三方面实施例提出了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现上述的GNSS和视觉SLAM融合的轨迹测量方法。
[0021]本专利技术实施例的计算机设备，能够在低成本、高易用性的前提下提升轨迹的测量精度。
[0022]为达到上述目的，本专利技术第四方面实施例提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的GNSS和视觉SLAM融合的轨
迹测量方法。
[0023]本专利技术实施例的非临时性计算机可读存储介质，能够在低成本、高易用性的前提下提升轨迹的测量精度。
[0024]本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0025]本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0026]图1是根据本专利技术实施例的GNSS和视觉SLAM融合的轨迹测量方法的流程图；
[0027]图2是根据本专利技术一个实施例的视觉跟踪、视觉建图、扩展局部优化、全局优化和回环检测线程间的关系以及时序图；
[0028]图3是根据本专利技术一个实施例的将GNSS信息绑定在RKF上的示意图；
[0029]图4是根据本专利技术一个实施例的全局优化的模型的示意图；
[0030]图5是根据本专利技术一个实施例显示了L本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种GNSS和视觉SLAM融合的轨迹测量方法，其特征在于，包括以下步骤：提取当前帧的特征点，并跟踪相机的位姿；根据所述当前帧的特征点，判断所述当前帧是否可作为关键帧；如果所述当前帧可作为所述关键帧，则获取相机的运动轨迹；根据所述相机的运动轨迹，对视觉SLAM进行初始化；在所述初始化完成之后，对所述相机的位姿进行扩展局部优化和全局优化。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取到所述相机的运动轨迹是直线时，所述根据所述相机的运动轨迹，对视觉SLAM进行初始化，包括：如果所述相机的运动距离超过预设距离，且接收到预设数量的GNSS观测点，则对视觉SLAM的尺度进行初始化。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取到所述相机运动轨迹是沿两个相互垂直方向时，所述根据所述相机的运动轨迹，进行初始化，包括：如果所述相机运动轨迹在两个相互垂直方向上的尺度均超过对应预设阈值，则对视觉SLAM的尺度进行初始化；在完成了所述尺度的初始化之后，对视觉SLAM的位姿进行初始化。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断所述当前帧是否可作为关键帧之后，包括：将所述当前帧发送给视觉建图线程，以便构建局部地图；将所述当前帧发送给回环检测线程，以便检测所述相机的运动轨迹是否存在回环；如果检测到所述相机的运动轨迹存在回环，则进行回环连接。5.一种GNSS和视觉SLAM融合的轨迹测量装置，其特征在于，包括：提取模块，用于提取当前帧的特征，并跟踪相机的位姿；判断模块，用于根据所述当前帧的特征和所述相机的位姿，判断所述当前帧是否可作为关键帧；获取模块，用于在所述当前帧可作为所述关键帧时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈骁，干哲，何其芳，范梅梅，王勇，杨伟斌，
申请(专利权)人：中国人民解放军九三一一四部队，
类型：发明
国别省市：