[發(fā)明專利]視覺SLAM的增量建圖方法、裝置、機(jī)器人及可讀存儲(chǔ)介質(zhì)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111153715.7
• 申請(qǐng)日: 2021-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN113899357A
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李一龍;范圣印;劉志勵(lì);王璀;張煜東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京易航遠(yuǎn)智科技有限公司
• 主分類號(hào): G01C21/00
• 分類號(hào): G01C21/00
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 趙萬凱

1.一種視覺SLAM的增量建圖方法，其特征在于，包括：

基于傳感器數(shù)據(jù)獲取視覺特征和里程計(jì)數(shù)據(jù)；

獲取第一地圖，并基于所述第一地圖、所述視覺特征和所述里程計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)第二地圖進(jìn)行初始化；

利用當(dāng)前幀在所述第一地圖和初始化后的第二地圖中分別進(jìn)行協(xié)同定位，得到第一定位信息和第二定位信息；

基于所述第二定位信息對(duì)所述初始化后的第二地圖進(jìn)行融合建圖，得到第三定位信息；

基于所述第一定位信息和所述第三定位信息對(duì)融合建圖后的第二地圖進(jìn)行矯正，得到增量地圖。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一地圖、所述視覺特征和所述里程計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)第二地圖進(jìn)行初始化包括：

基于所述第一地圖中的關(guān)鍵幀和地圖點(diǎn)構(gòu)建第二地圖的固定區(qū)域；

基于所述視覺特征和所述里程計(jì)數(shù)據(jù)建立臨時(shí)地圖；

基于所述視覺特征在所述第二地圖中進(jìn)行重定位；

若當(dāng)前幀在所述第二地圖中的定位置信度超過第一預(yù)設(shè)閾值τ，則將所述第二地圖與所述臨時(shí)地圖進(jìn)行對(duì)齊處理；

將對(duì)齊處理后的第二地圖與臨時(shí)地圖進(jìn)行融合、替換。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述視覺特征和所述里程計(jì)數(shù)據(jù)建立臨時(shí)地圖包括：

對(duì)當(dāng)前幀與前一幀的圖像特征點(diǎn)進(jìn)行語義匹配和幾何約束檢驗(yàn)，得到第一匹配關(guān)系；

基于所述第一匹配關(guān)系計(jì)算當(dāng)前幀與前一幀對(duì)應(yīng)里程計(jì)提供的相對(duì)位姿，使用三角化方法對(duì)所述臨時(shí)地圖進(jìn)行初始化；

利用當(dāng)前幀與參考關(guān)鍵幀的匹配關(guān)系以及當(dāng)前幀和參考關(guān)鍵幀對(duì)應(yīng)里程計(jì)提供的相對(duì)位姿，建立所述第二地圖的新增區(qū)域的關(guān)鍵幀和地圖點(diǎn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述視覺特征在所述第二地圖中進(jìn)行重定位包括：

查找與當(dāng)前幀相似的關(guān)鍵幀作為候選關(guān)鍵幀，將當(dāng)前幀與候選關(guān)鍵幀的圖像特征點(diǎn)進(jìn)行語義匹配和幾何約束檢驗(yàn)，得到第二匹配關(guān)系；

基于所述第二匹配關(guān)系計(jì)算當(dāng)前幀與候選關(guān)鍵幀對(duì)應(yīng)里程計(jì)提供的相對(duì)位姿；

基于所述當(dāng)前幀與候選關(guān)鍵幀對(duì)應(yīng)里程計(jì)提供的相對(duì)位姿獲取第二地圖的局部地圖，并基于該局部地圖對(duì)當(dāng)前幀的位姿進(jìn)行優(yōu)化。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述若當(dāng)前幀在所述第二地圖中的定位置信度超過第一預(yù)設(shè)閾值τ，則將所述第二地圖與所述臨時(shí)地圖進(jìn)行對(duì)齊處理包括：

若當(dāng)前幀在所述第二地圖中觀測(cè)到的地圖點(diǎn)的數(shù)量超過所述第一預(yù)設(shè)閾值τ，則基于當(dāng)前幀在所述第二地圖中的定位位姿和當(dāng)前幀在所述臨時(shí)地圖中的位姿計(jì)算所述臨時(shí)地圖與所述第二地圖的相對(duì)位姿

基于所述相對(duì)位姿將所述臨時(shí)地圖旋轉(zhuǎn)至所述第二地圖的坐標(biāo)系下。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述利用當(dāng)前幀在所述第一地圖和初始化后的第二地圖中分別進(jìn)行協(xié)同定位，得到第一定位信息和第二定位信息包括：

利用所述視覺特征在所述第一地圖上進(jìn)行定位，得到當(dāng)前幀在所述第一地圖中的定位信息

若定位信息中的置信度大于第二預(yù)設(shè)閾值τ_C，則將定位信息作為當(dāng)前幀在所述第二地圖中的初始定位信息利用第二地圖的局部地圖對(duì)初始定位信息進(jìn)行優(yōu)化，得到當(dāng)前幀在所述第二地圖中的定位信息

若定位信息中的置信度不大于第二預(yù)設(shè)閾值τ_C，則基于所述視覺特征和所述里程計(jì)數(shù)據(jù)得到當(dāng)前幀在所述第二地圖中的初始位姿，在初始位姿的基礎(chǔ)上利用第二地圖的局部地圖與當(dāng)前幀的匹配關(guān)系進(jìn)行定位，得到當(dāng)前幀在所述第二地圖中的定位信息

將定位信息作為當(dāng)前幀在所述第一地圖中的初始定位信息利用第一地圖的局部地圖對(duì)初始定位信息進(jìn)行優(yōu)化，得到當(dāng)前幀在所述第一地圖中的定位信息

若定位信息中的置信度大于置信度則將定位信息作為所述第一定位信息，并將定位信息作為所述第二定位信息。