[發(fā)明專利]視覺(jué)慣性里程計(jì)初始化方法、裝置、設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110917529.X
• 申請(qǐng)日: 2021-08-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113670327A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賴東東;譚明朗;謝亮;付偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 影石創(chuàng)新科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G01C22/00
• 分類號(hào): G01C22/00;G01C21/16
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 萬(wàn)仁彥

本申請(qǐng)涉及一種視覺(jué)慣性里程計(jì)初始化方法、裝置、計(jì)算機(jī)設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)。本申請(qǐng)的方法在進(jìn)行視覺(jué)慣性里程計(jì)初始化的過(guò)程中，先進(jìn)行動(dòng)態(tài)初始化，并在動(dòng)態(tài)初始化的過(guò)程中獲取視覺(jué)慣性里程計(jì)對(duì)應(yīng)圖像采集設(shè)備的靜止檢測(cè)參數(shù)，來(lái)確定是否滿足靜態(tài)初始化的條件，當(dāng)靜止檢測(cè)參數(shù)表征圖像采集設(shè)備為靜止?fàn)顟B(tài)，即滿足靜態(tài)初始化條件時(shí)，終止動(dòng)態(tài)初始化，從而對(duì)所述視覺(jué)慣性里程計(jì)進(jìn)行初始化速度更快的靜態(tài)初始化，本申請(qǐng)的方案通過(guò)動(dòng)態(tài)初始化與靜態(tài)初始化的結(jié)合，可以有效提高視覺(jué)慣性里程計(jì)初始化過(guò)程的速度。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，特別是涉及一種視覺(jué)慣性里程計(jì)初始化方法、裝置、計(jì)算機(jī)設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

視覺(jué)慣性里程計(jì)(visual-inertial odometry，VIO)，有時(shí)也叫視覺(jué)慣性系統(tǒng)，用于融合圖像采集設(shè)備和IMU數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)即時(shí)定位與地圖構(gòu)建，視覺(jué)里程計(jì)中加入慣性測(cè)量單元后，在相鄰的兩關(guān)鍵幀解算的相機(jī)位姿之間，加入了慣性測(cè)量單元的測(cè)量信息作為約束，并且由于慣性導(dǎo)航能夠輸出多種導(dǎo)航參數(shù)，所以也可以為相機(jī)在每一幀是提供更加詳細(xì)的運(yùn)動(dòng)信息。目前視覺(jué)慣導(dǎo)里程計(jì)基本上分成了兩大類：松耦合和緊耦合。松耦合是指相機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)，同時(shí)慣性測(cè)量單元也進(jìn)行運(yùn)動(dòng)解算，然后將兩個(gè)對(duì)運(yùn)動(dòng)的估計(jì)和解算結(jié)果進(jìn)行融合；緊耦合是指將相機(jī)和慣性測(cè)量單元的狀態(tài)合并在一起構(gòu)建運(yùn)動(dòng)方程和觀測(cè)方程，然后統(tǒng)一進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)。視覺(jué)慣性里程計(jì)的緊耦合是一個(gè)高度非線性系統(tǒng)，因?yàn)閱文恳曈X(jué)里程計(jì)的尺度，圖像采集設(shè)備相對(duì)重力方向的旋轉(zhuǎn)在基于視覺(jué)的即時(shí)定位與地圖構(gòu)建的系統(tǒng)中是不可觀量的，這導(dǎo)致視覺(jué)和IMU融合時(shí)需要對(duì)單目的尺度、重力向量估計(jì)一個(gè)比較好的初始值。

在實(shí)際運(yùn)用中，視覺(jué)慣性里程計(jì)經(jīng)常需要在運(yùn)動(dòng)時(shí)進(jìn)行初始化，例如，視覺(jué)慣性里程計(jì)跟蹤失敗，需要在圖像采集設(shè)備運(yùn)動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行重啟。

同時(shí)，在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)于視覺(jué)慣性里程計(jì)的初始化，一般是持續(xù)通過(guò)動(dòng)態(tài)初始化的方式來(lái)進(jìn)行處理，但是動(dòng)態(tài)初始化的初始化速度較慢且計(jì)算量大，影響視覺(jué)慣性里程計(jì)系統(tǒng)的初始化效率。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種能夠有效提高視覺(jué)慣性里程計(jì)初始化效率的視覺(jué)慣性里程計(jì)初始化方法、裝置、計(jì)算機(jī)設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)。

一種視覺(jué)慣性里程計(jì)初始化方法，所述方法包括：

獲取視覺(jué)慣性里程計(jì)對(duì)應(yīng)的初始化請(qǐng)求，所述視覺(jué)慣性里程計(jì)加載于圖像采集設(shè)備；

根據(jù)所述初始化請(qǐng)求對(duì)所述視覺(jué)慣性里程計(jì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)初始化，并在動(dòng)態(tài)初始化過(guò)程中，獲取所述圖像采集設(shè)備的靜止檢測(cè)參數(shù)；

當(dāng)所述靜止檢測(cè)參數(shù)表征所述圖像采集設(shè)備的狀態(tài)為靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，終止所述動(dòng)態(tài)初始化，并對(duì)所述視覺(jué)慣性里程計(jì)進(jìn)行靜態(tài)初始化。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述靜止檢測(cè)參數(shù)包括圖像采集設(shè)備所采集圖像幀中特征點(diǎn)的像素?cái)?shù)據(jù)；

所述方法還包括：

在動(dòng)態(tài)初始化的過(guò)程中，識(shí)別所述圖像采集設(shè)備所采集的最新圖像幀與相鄰圖像幀的匹配特征點(diǎn)對(duì)，所述相鄰圖像幀為所述最新圖像幀的上一圖像幀；

若匹配特征點(diǎn)對(duì)的特征點(diǎn)之間的像素差小于預(yù)設(shè)像素差閾值，則識(shí)別所述像素匹配特征點(diǎn)對(duì)為相似匹配特征點(diǎn)對(duì)，并獲取所述相似匹配特征點(diǎn)對(duì)的數(shù)量；

根據(jù)所述相似匹配特征點(diǎn)對(duì)的數(shù)量以及所述匹配特征點(diǎn)對(duì)的數(shù)量，確定所述相似匹配特征點(diǎn)對(duì)在所述匹配特征點(diǎn)對(duì)中的數(shù)量占比；

當(dāng)所述數(shù)量占比大于預(yù)設(shè)比例閾值時(shí)，確定所述靜止檢測(cè)參數(shù)表征所述圖像采集設(shè)備為靜止?fàn)顟B(tài)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述靜止檢測(cè)參數(shù)包括圖像采集設(shè)備所采集圖像幀對(duì)應(yīng)的加速度計(jì)測(cè)量值與陀螺儀測(cè)量值；

所述方法還包括：