[發明專利]基于地圖的SLAM快速初始化方法、裝置和電子設備

在審

• 申請號: 202011149701.3
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112233180A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 王俊翔
• 申請（專利權）人: 上海影譜科技有限公司
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73;G09B29/00
• 代理公司: 北京知呱呱知識產權代理有限公司 11577
• 代理人: 孫志一

本發明實施例公開了基于地圖的SLAM快速初始化方法、裝置和電子設備，該方法包括：對第一視頻進行幀間位姿估計，提取第一視頻的關鍵點、關鍵幀、地圖點和位姿信息，進而生成第一地圖，并加載第一地圖；根據第一地圖對第二視頻進行地點識別回環檢測、匹配重定位和位姿優化得到第二視頻與第一地圖的關鍵幀之間的聯系信息、第二視頻的視頻幀與第一地圖的地圖幀之間的相似度關系和第二視頻的優化位姿信息；根據第一地圖的關鍵幀之間的聯系信息、第二視頻的關鍵幀與第一地圖的地圖幀之間的相似度關系和第二視頻的優化位姿信息完成初始化。本發明可以實現SLAM的快速初始化，提升地圖復用能力，減少SLAM系統初始化資源消耗。

技術領域

本發明實施例涉及即時定位與地圖構建(Simultaneous Localization AndMapping，SLAM)領域，具體涉及基于地圖的SLAM快速初始化方法、裝置和電子設備。

背景技術

隨著計算機視覺技術的發展，SLAM技術被廣泛應用，如AR，自動駕駛以及機器人或者無人機的定位導航等領域。

SLAM中關鍵的問題包括傳感器依據環境信息準確的估計自身狀態。而SLAM系統中尤為關鍵的一步即是進行SLAM系統初始化。對于視覺SLAM來說，初始化工作即是利用環境信息建立相機初始位姿的旋轉與平移位姿信息，初始化過程往往耗費較大資源，并且由于SLAM系統采用隨機初始化策略，每次初始化坐標系都不同。如何進行減少SLAM系統初始化資源消耗是一種亟待解決的問題。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供基于地圖的SLAM快速初始化方法、裝置和電子設備，用以解決現有SLAM系統初始化速度慢、消耗資源多的問題。

為實現上述目的，本發明實施例主要提供如下技術方案：

第一方面，本發明實施例提供了一種基于地圖的SLAM快速初始化方法，包括：

對第一視頻進行幀間位姿估計，提取所述第一視頻的關鍵點、關鍵幀、地圖點和位姿信息，根據所述第一視頻的關鍵點、關鍵幀、地圖點和位姿信息，以及所述第一視頻生成第一地圖，并加載所述第一地圖；

根據所述第一地圖對第二視頻進行地點識別回環檢測、匹配重定位和位姿優化得到所述第二視頻與所述第一地圖的關鍵幀之間的聯系信息、所述第二視頻的視頻幀與所述第一地圖的地圖幀之間的相似度關系和所述第二視頻的優化位姿信息；

根據所述第二視頻與所述第一地圖的關鍵幀之間的聯系信息、所述第二視頻的關鍵幀與所述第一地圖的地圖幀之間的相似度關系和所述第二視頻的優化位姿信息完成初始化；

其中，所述第一地圖的地圖幀為包括所述第一地圖的地圖點的視頻幀。

根據本發明的一個實施例，所述對第一視頻進行幀間位姿估計，提取所述第一視頻的關鍵點、關鍵幀、地圖點和位姿關系，根據所述第一視頻的關鍵點、關鍵幀、地圖點和位姿信息，以及所述第一視頻生成第一地圖，包括：

獲取所述第一視頻的第一幀圖像的特征點，并獲取所述第一視頻的相鄰兩幀圖像之間的特征點的描述子；

根據所述第一視頻的相鄰兩幀圖像之間的特征點的描述子，采用三角化的方式將所述第一視頻的二維點重投影為三維的地圖點；

將所述第一視頻中具有共視關系的特征點作為路標點，根據所述路標點得到所述位姿信息；

將所述路標點作為關鍵點，將所述路標點所在的視頻幀作為關鍵幀，根據所述第一視頻、所述關鍵點、所述關鍵幀、所述地圖點和所述位姿信息生成所述第一地圖。

根據本發明的一個實施例，所述根據所述第一地圖對第二視頻進行地點識別回環檢測、匹配重定位和位姿優化得到所述第二視頻與所述第一地圖的關鍵幀之間的聯系信息、所述第二視頻的關鍵幀與所述第一地圖的地圖幀之間的相似度關系和所述第二地圖的優化位姿信息，包括：