[发明专利]基于视觉回环的扫地机定位方法、装置、设备及介质

说明书

本发明揭示了一种基于视觉回环的扫地机定位方法，通过提取扫地机行走时采集的当前关键帧的ORB特征向量，并将该ORB特征向量转换为DBoW库内的特征向量，由于ORB特征向量具备旋转不变性的特点，其对应的DBoW库内的特征向量也具备旋转不变性，因此通过比对当前关键帧以及历史关键帧之间的DBoW库内的特征向量来判断是否出现视觉回环的方法消除了图像的旋转因素对回环判断的影响，极大提高了扫地机视觉回环的成功率以及对回环判断的准确率。

技术领域

本发明涉及到扫地机器人领域，特别是涉及到一种基于视觉回环的扫地机定位方法、装置、设备及介质。

背景技术

现有的扫地机器人视觉定位方案，很大程度上受限于环境的限制，例如摄像头顶视时，整体特征点较少，同时光线的变化也会带来不同程度的影响，多种因素综合起来会导致整体定位的前端累计误差较大，无法准确定位，而加入回环优化，可以消除累计误差，提高定位的准确度。但是，现有的视觉回环方案存在以下不足：由于扫地机视觉传感器位于扫地机顶部，视角方向朝向上侧天花板，当扫地机向不同前进方向时，同一位置获得的天花板图像可能呈旋转关系，而现有的视觉回环方案并无法消除图像旋转带来的影响，这样会大大降低回环的成功率。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种基于视觉回环的扫地机定位方法、装置、设备及介质，以解决现有视觉回环方案成功率低的问题。

本发明的技术方案为：

一种基于视觉回环的扫地机定位方法，包括：

获取扫地机当前采集到的当前关键帧；

提取当前关键帧的ORB特征向量；

将ORB特征向量转换为DBoW库内的特征向量，DBoW库存储有当前关键帧和历史关键帧的特征向量；

通过比对当前关键帧和历史关键帧的特征向量，判断是否出现视觉回环；

若是，求解当前关键帧与回环关键帧的相对位姿；

根据相对位姿，完成扫地机定位。

进一步地，获取扫地机当前采集到的当前关键帧的步骤，包括：

获取扫地机当前采集到的环境图片；

判断环境图片中的特征是否达到预设数量；

若是，则判定环境图片为当前关键帧。

进一步地，获取扫地机当前采集到的环境图片的步骤，包括：

判断扫地机在采集前一次环境图片后行走的距离是否等于预设距离；

若是，则采集环境图片。

进一步地，通过比对当前关键帧和历史关键帧的特征向量，判断是否出现视觉回环的步骤，包括：

通过比对当前关键帧和历史关键帧的特征向量，寻找与当前关键帧相似度最高的目标历史关键帧；

判断当前关键帧与目标历史关键帧的相似度是否达到第一预设阈值；

若是，选定目标历史关键帧为回环候选帧；

获取当前关键帧、当前关键帧前一帧、回环候选帧以及回环候选帧后一帧对应的DBoW库内的特征向量；

通过比对当前关键帧、当前关键帧前一帧、回环候选帧以及回环候选帧后一帧的DBoW库内的特征向量，获取当前关键帧与当前关键帧前一帧的第一相似值、当前关键帧与回环候选帧后一帧的第二相似值以及当前关键帧前一帧与回环候选帧的第三相似值；

判断第一相似值、第二相似值与第三相似值是否符合预设条件；

若是，判断出现视觉回环。