[發明專利]一種用于提高視覺里程計的運算效率方法

在審

• 申請號: 202111138374.6
• 申請日: 2021-09-27
• 公開（公告）號: CN114092514A
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: 張國良;陳鈺婕;李俊學;張東燦
• 申請（專利權）人: 四川輕化工大學
• 主分類號: G06T7/246
• 分類號: G06T7/246;G06T7/73;G06T7/77
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李蕊

1.一種用于提高視覺里程計的運算效率方法，其特征在于，所述運算效率方法包括：

S1：根據所述視覺里程計中程序運行順序，采用GMS特征匹配算法進行圖像特征匹配，得到圖像特征匹配的初始位姿；

S2：利用BA優化方法優化所述初始位姿，得到所述圖像特征匹配的最終位姿。

2.根據權利要求1所述的用于提高視覺里程計的運算效率方法，其特征在于，所述采用GMS特征匹配算法改進特征匹配包括：

S11：利用所述GMS運動平滑性，建立統計概率模型；

S12：根據所述統計概率模型，得到所述圖像特征匹配的匹配結果，其中，所述匹配結果包括正確匹配對和錯誤匹配對；

S13：利用劃分柵格法加速過濾所述匹配結果中的錯誤匹配對。

3.根據權利要求2所述的用于提高視覺里程計的運算效率方法，其特征在于，所述步驟S11中，所述統計概率模型為：

其中，S_i表示x_i鄰域內的支持點數，屬于二項分布，K表示選取的相鄰區塊數，n表示匹配塊，p_t表示匹配進入相同區域的概率，p_f表示匹配進入不同區域的概率，且

其中，f_a表示區塊a中的一個特征點，T^ab表示區塊a和區塊b為同一位置，表示該特征點既是特征點f_a的鄰點，又是區域b中的一個特征點，表示為特征點f_a的正確匹配，m為區塊b中的點數，M為圖像的特征點數，表示為特征點f_a的錯誤匹配，t表示特征點f_a匹配成功的概率，β表示因子。

4.根據權利要求2所述的用于提高視覺里程計的運算效率方法，其特征在于，所述步驟S13中，所述利用劃分柵格法加速過濾所述匹配結果中的錯誤匹配對包括：

S131：將所述圖像劃分為一定規格的柵格；

S132：計算目標柵格及其近鄰柵格在其他圖像中的最大匹配數量；

S133：根據所述最大匹配數量以及平均特征數量，得到劃分所述正確匹配對和所述錯誤匹配對的數學模型；

S134：利用所述數學模型，過濾所述匹配結果中的錯誤匹配對。

5.根據權利要求4所述的用于提高視覺里程計的運算效率方法，其特征在于，所述步驟S132中，所述計算目標柵格及其近鄰柵格在其他圖像中的最大匹配數量的計算公式為：

其中，S_ij表示最大匹配數量，K表示選取的相鄰區塊數，x_i表示目標柵格，是單元格{i^k，j^k}之間的匹配。

6.根據權利要求4所述的用于提高視覺里程計的運算效率方法，其特征在于，所述步驟S133中，所述劃分所述正確匹配對和所述錯誤匹配對的數學模型為：

其中，n_i表示平均特征數量，cell-pair表示相似鄰域，τ表示正確匹配對集合，表示錯誤匹配對集合，τ_i表示閾值，α表示超參數，經驗值為4～6，otherwise表示

7.根據權利要求1所述的用于提高視覺里程計的運算效率方法，其特征在于，所述步驟S2中，所述BA優化方法包括：

S21：設置初始值和初始信賴區域半徑；

S22：計算目標迭代次數的解以及評判標準因子；

S23：判斷所述評判標準因子是否大于預設閾值，若是，進入步驟S24，否則結束進程；

S24：判定投影到所述圖像上的點和觀測到的特征點重合，并令所述信賴區域半徑的值為3倍的初始信賴區域半徑的值，x_k+1＝x_k+Δx；

S25：判斷投影到所述圖像上的點和觀測到的特征點是否重合，若是，進入步驟S26，否則返回步驟S21；

S26：將所述圖像上的點的位姿作為最終位姿輸出。