[发明专利]一种全景视觉SLAM建图方法

说明书

本发明公开了一种全景视觉SLAM建图方法，目的是提高视觉SLAM建图的精度和效率，涉及全景视觉图像技术领域，包括以下步骤：全景摄像机标定，将全景图和空间转化为理想球面成像模型；通过cube表达将全景平面画面投影成六面体平面图像，将六面体平面图像转化为理想球面成像模型，进行特征点匹配；通过运动姿态估计，对全景图像序列进行姿态矫正；对全景图像序列进行图像特征点跟踪，当特征点跟踪失效或图像满足其他关键帧选取条件时，更新最终关键帧并进行关键帧特征匹配；通过对相机位移进行估计和对空间特征点进行定位实现局部建图；进行回环检测，实现全局建图优化，实现了高精度高效率的全景视觉SLAM方法。

技术领域

本发明涉及全景视觉图像技术领域，具体涉及一种全景视觉SLAM建图方法。

背景技术

全景视频是一种新兴的数据形态，特别是全景720°随着监控安防以及VR 行业的发展，各个行业的全景数据量也急剧增长。同时定位与地图构建SLAM 是目前视觉空间感知领域一个重要的技术实现方式，通过对视觉的原始数据采集，可以通过图像数据特征处理提取获得画面内容深度信息并通过定位和地图构建实现机器人自主导航环境感知的目的。

视觉SLAM研究主要分为三大类：单目、双目或多目、RGBD。另外通过结合惯性测量器件IMU的视觉SLAM也是现在研究应用的重要方向。这些主流SLAM 架构采用传统框幅式的相机或摄像机作为视觉信息获取装备。传统的单目SLAM 视场狭窄，视觉尺度估计精度需要特定的扫描路径来满足；传统双目SLAM视差同样比较狭窄，容易造成局部成像区域信息较少时相关信息跟踪匹配丢失，故而有低精度低效率的缺点，故而传统的纯视觉的SLAM方法在实际应用过程中受到很大限制。

发明内容

本发明公开了一种全景视觉SLAM建图方法，目的是提高视觉SLAM建图的精度和效率。

为了实现以上目的，本发明采取以下方案：

一种全景视觉SLAM建图方法，包括以下步骤：

步骤S1：全景摄像机标定，将全景图和空间转化为理想球面成像模型；

步骤S2：通过cube表达将全景平面画面投影成六面体平面图像，将六面体平面图像转化为理想球面成像模型，进行特征点匹配；

步骤S3：通过3D-2D图像姿态估计实现运动姿态估计，对全景图像序列进行姿态矫正；

步骤S4：对全景图像序列进行图像特征点跟踪，当特征点跟踪失效或图像满足其他关键帧选取条件时，更新最终关键帧并进行关键帧特征匹配，关键帧的作用为标识当前帧的姿态信息；

步骤S5：通过对相机位移进行估计和对空间特征点进行定位实现局部建图；

步骤S6：进行回环检测，实现全局建图优化。

优选地，所述步骤S1中，所述将全景图像转化为理想球面成像模型的方法为，将所述全景图上的所有点P(x，y)转化为理想球面上的点P′(lon，lat)：

所述将空间转化到理想球面成像模型的方法为，将空间中的所有点转化为理想球面上的点p′(lon，lat)：

其中，width为图像宽度，height为图像高度，f_θ，c_θ由摄像机固有参数标定。

优选地，所述步骤S2中，将所述六面体平面图像转化为理想球面成像模型的方法为，将六面体平面图像上的所有点P1(x₁，y₁)转换为理想球面上的点 P1′(lon，lat)：