[发明专利]一种同步定位与地图构建方法

摘要

本发明公开了一种同步定位与地图构建方法，所述方法包括：步骤1：利用尺寸已知的物体对同步定位与地图构建系统进行初始化和优化处理；步骤2：利用优化处理后的同步定位与地图构建系统进行同步定位与地图构建，实现了对同步定位与地图构建系统进行优化，能够准确获得场景的深度信息的技术效果。

主权项

1.一种同步定位与地图构建方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1：利用尺寸已知的物体对同步定位与地图构建系统进行初始化和优化处理；步骤2：利用优化处理后的同步定位与地图构建系统进行同步定位与地图构建；所述步骤1中的初始化处理具体包括：首先对摄像头完成标定，获取摄像头的内部参数，并且测量出尺寸已知物体的准确尺寸；通过具有三维坐标和深度信息的特征点，以及摄像头当前的位姿，构建基于现实环境的初始地图，包括：选用国际标准的A4尺寸打印纸；初始化开始时，开启摄像头，通过获取的图像，不断的提取检测特征点和搜索矩形，并将搜索到的矩形按照面积大小排序，取其中面积最大的矩形作为在图像中检测到的A4纸，得到该矩形四个角点在图像中的二维坐标；通过矩形角点的二维坐标、A4纸的实际尺寸、摄像头的内部参数，还原出矩形四个角点的三维坐标和深度信息，以及摄像头当前的位姿；取三个角点的三维坐标，计算出一个平面方程；在图像中四个角点附近选取检测到的特征点，根据摄像头的内部参数和平面方程计算出特征点的三维坐标和深度信息；初始化后利用单目摄像头采集图像，检测得到特征点位置，利用ORB算法生成特征点描述子；在每一帧图像上利用FAST算法检测特征点，利用BRIEF算法产生特征描述子，再利用ORB算法去改善BRIEF本身的非旋转性缺点；利用检测到的特征点位置和生成的描述子，获得当前帧的位姿初步估计；利用当前帧里的ORB特征点与本地局部地图里的特征点进行一一匹配，进一步优化位姿；将当前帧的特征点信息和位姿与上一个关键帧的特征点信息和位姿进行比较，若变化满足预设条件，则将当前帧的特征点信息和位姿作为新的关键帧添加到关键帧图序网中，扩充现实环境的三维重构地图；若摄像头追踪丢失目标，则同步定位与地图构建系统会不断将当前采集到的图像利用DBoW库转化成关键词包，与地图中已有关键帧做比较，一旦发现与当前帧相似度满足要求的关键帧，则将关键帧的位姿还原到当前帧上，以完成对摄像头当前位置的复位。