[发明专利]视觉里程计方法、装置和计算机可读存储介质

权利要求书

1.一种用于估计目标姿态的视觉里程计方法，包括：

获得待估计目标姿态的第一数量的当前帧、就在该当前帧中的第一帧之前的已经进行了姿态估计的第二数量的历史帧、以及就在该当前帧中的最后一帧之后的一个后续帧；

根据所述历史帧的姿态估计结果获得局部运动模型，并基于所述局部运动模型计算当前帧中的目标姿态；

计算所述历史帧中的一帧的目标姿态与所述后续帧的目标姿态之间的姿态变化，作为约束条件；

利用所述局部运动模型计算后续帧中的目标姿态；

以所计算的当前帧中的目标姿态以及所述后续帧中的目标姿态作为节点，以所述约束条件作为边，建立姿态图；以及

利用图优化算法对该姿态图进行优化，以获得优化的目标姿态。

2.如权利要求1所述的方法，其中根据所述历史帧中的姿态估计结果获得局部运动模型包括：

根据所述历史帧中的相邻帧之间的特征点匹配，计算运动向量；

利用预先训练的分类器，根据所述运动向量获得局部运动方向类别；

基于所述局部运动方向类别，选择对应的局部运动模型；以及

利用所述历史帧的姿态估计结果求解所述局部运动模型的参数。

3.如权利要求2所述的方法，其中根据所述历史帧中的相邻帧之间的特征点匹配计算运动向量包括：

获得所述历史帧中的相邻帧之间相互匹配的特征点；

根据相机参数以及相互匹配的特征点所在帧的目标姿态将相互匹配的特征点变换到世界坐标系中；以及

在世界坐标系中计算相互匹配的特征点之间的运动向量。

4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中计算所述历史帧中的一帧的目标姿态与所述后续帧的目标姿态之间的姿态变化包括：

对所述历史帧中的一帧与所述后续帧进行特征点匹配；

基于特征点匹配结果计算所述历史帧中的一帧的目标姿态与所述后续帧的目标姿态之间的姿态变化。

5.如权利要求4所述的方法，其中基于特征点匹配结果计算所述历史帧中的一帧的目标姿态与所述后续帧的目标姿态之间的姿态变化包括：

根据相机参数以及相互匹配的特征点所在帧的目标姿态，将所述历史帧中的一帧与所述后续帧中相互匹配的特征点变换到世界坐标系中；以及

根据在世界坐标系中的所述历史帧中的一帧与所述后续帧中的相互匹配的特征点，计算这两帧之间的旋转和平移量，作为所述姿态变化。

6.如权利要求1所述的方法，还包括：

计算当前帧中的所有帧的目标姿态的变化的平均值；

基于所述平均值平滑当前帧中的相邻帧之间的姿态变化，以获得平滑后的目标姿态。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述当前帧的第一数量为一帧或多帧，所述历史帧的第二数量为至少两帧。

8.一种用于估计目标姿态的视觉里程计装置，包括：

获得部件，用于获得待估计目标姿态的第一数量的当前帧、就在该当前帧中的第一帧之前的已经进行了姿态估计的第二数量的历史帧、以及就在该当前帧中的最后一帧之后的一个后续帧；

推断部件，用于根据所述历史帧的姿态估计结果获得局部运动模型，并基于所述局部运动模型计算当前帧中的目标姿态；

计算部件，用于计算所述历史帧中的一帧的目标姿态与所述后续帧的目标姿态之间的姿态变化，作为约束条件，以及利用所述局部运动模型计算后续帧中的目标姿态；以及

优化部件，用于以所计算的当前帧中的目标姿态以及所述后续帧中的目标姿态作为节点，以所述约束条件作为边，建立姿态图，以及利用图优化算法对该姿态图进行优化，以获得优化的目标姿态。