[發明專利]地圖構建方法、裝置、SLAM系統以及存儲介質

在審

• 申請號: 202011368165.6
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112446845A
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發明（設計）人: 陳俊宏;王維翰;姜軍;柳偉;何震宇;田第鴻
• 申請（專利權）人: 鵬城實驗室;哈爾濱工業大學（深圳）
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50
• 代理公司: 深圳市世紀恒程知識產權代理事務所 44287
• 代理人: 晏波

1.一種地圖構建方法，其特征在于，應用于包括N個相機的SLAM系統，所述方法包括以下步驟：

通過所述N個相機獲取目標地區的目標圖像，N為大于等于2的正整數；

根據所述目標圖像，獲得融合幀，所述N個相機同一時刻的目標圖像對應一個融合幀；

判斷所述融合幀是否滿足第一預設條件；

在所述融合幀滿足所述第一預設條件時，將所述融合幀添加到關鍵幀隊列；

利用所述關鍵幀隊列，構建目標區域的地圖。

2.如權利要求1所述的地圖構建方法，其特征在于，所述融合幀包括滿足預設匹配條件的匹配特征點和不滿足所述預設匹配條件的單目特征點；所述判斷所述融合幀是否滿足第一預設條件的步驟之前，所述方法還包括：

將所述融合幀中與上一時刻融合幀中的匹配特征點滿足所述預設匹配條件的單目特征點確定為新增匹配特征點；

根據所述新增匹配特征點和所述融合幀，獲得結果融合幀；

所述判斷所述融合幀是否滿足第一預設條件的步驟包括：

判斷所述結果融合幀是否滿足第一預設條件；

所述在所述融合幀滿足所述第一預設條件時，將所述融合幀添加到關鍵幀隊列的步驟包括：

在所述結果融合幀滿足所述第一預設條件時，將所述結果融合幀添加到關鍵幀隊列。

3.如權利要求2所述的地圖構建方法，其特征在于，所述第一預設條件包括一個必要約束和三選一約束；其中，

所述必要約束為為述結果融合幀的匹配特征點總數量不小于第一預設閾值；

所述三選一約束包括所述結果融合幀與之前一個滿足所述第一預設條件的結果融合幀的之間的結果融合幀數量超過第一預設幀數，或，

所述結果融合幀與之前一個滿足所述第一預設條件的結果融合幀的之間的結果融合幀數量超過第二預設幀數且所述關鍵幀隊列中的滿足第二預設條件的結果融合幀數量為0，或，

所述關鍵幀隊列中的滿足所述第二預設條件的結果融合幀數量不超過第二預設閾值；

所述第一預設幀數大于所述第二預設幀數。

4.如權利要求3所述的地圖構建方法，其特征在于，所述判斷所述結果融合幀是否為關鍵幀的步驟之前，所述方法還包括：

在所述N個相機中確定出基準相機，并將所述基準相機對應的坐標系確定為世界坐標系；

獲取所述N個相機的內參數；

獲取所述結果融合幀中的全部匹配特征點的世界坐標和像素坐標；

利用勻速運動模型假設法，獲得所述結果融合幀與初始時刻結果融合幀的估計位姿；

根據所述世界坐標系、所述內參數、所述世界坐標和所述像素坐標，通過公式一，對所述估計位姿進行迭代優化，獲得所述結果融合幀的結果位姿；

所述判斷所述結果融合幀是否滿足第一預設條件的步驟包括：

判斷所述具有結果位姿的結果融合幀是否滿足第一預設條件；

所述公式一為：

其中，i為所述N個相機中的第i相機，j為所述結果融合幀包括的所述全部匹配特征點中的第j特征點，k為所述結果融合幀對應的第k時刻，為所述第j特征點第k時刻在第i相機對應的相機坐標系中的重投影誤差，h為重投影函數，P_j為所述第j特征點的世界坐標，為第j特征點第k時刻在所述第i相機對應的相機坐標系中的深度坐標，為第j特征點第k時刻在所述第i相機對應的相機坐標系中的橫坐標，為第j特征點第k時刻在所述第i相機對應的相機坐標系中的縱坐標，f_x、f_y分別所述第i相機的兩個內參數，為所述估計位姿中第k時刻所述基準相機的估計旋轉矩陣，為所述估計位姿中第k時刻所述基準相機的估計平移向量，為對所述估計旋轉矩陣和所述估計平移向量進行SE3變換獲得的矩陣，I₃為三階單位矩陣，為所述世界坐標系到第i相機對應的相機坐標系的平移向量，為所述世界坐標系到第i相機對應的相機坐標系的旋轉矩陣。