[发明专利]一种基于SLAM的定位方法和系统

权利要求书

1.一种基于SLAM的定位方法，包括如下步骤：

计算相机在全局地图中的初始位置，其中所述的全局地图是指双目SLAM全局地图；

从全局地图中根据相机的初始位置提取局部地图；

匹配当前帧和局部地图点；

基于当前帧和局部地图点的匹配结果触发单目SLAM定位；

其中，所述的单目SLAM定位通过单目相机生成新的地图点用于定位。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的基于当前帧和局部地图点的匹配结果触发单目SLAM定位包括：

当前帧与局部地图点的匹配个数小于第一阈值且大于第二阈值时，定位质量差，触发单目SLAM定位；

当前帧与局部地图点的匹配个数小于第二阈值时，定位丢失，重新计算相机初始位置；

当前帧与局部地图点的匹配个数大于第一阈值时，持续获取定位信息；

其中，所述第一阈值大于所述第二阈值。

3.如权利要求1所述的方法，所述单目SLAM定位包括：

获取单目图像，并与当前地图进行匹配，所述匹配是指对于当前单目图像的每个特征描述子，从当前地图中找到与描述子最接近的地图点；

判断单目图像是否匹配成功；

若匹配成功，以前一帧或后一帧的位姿作为初值，求解位姿；

若匹配不成功，退出单目SLAM定位。

4.如权利要求3所述的方法，所述的匹配成功、持续获取定位信息进一步包括：

对已知位姿信息的多帧图像进行三角化；

根据三角化的结果，生成临时地图点，并加入当前地图。

5.如权利要求4所述的方法，所述的当前地图是指以局部地图为初始地图、不断加入临时地图点的地图。

6.如权利要求4所述的方法，进一步包括退出单目SLAM定位后，清除临时地图点。

7.如权利要求4所述的方法，所述的三角化包括：

通过当前帧和从前序帧中找出的另一帧，找出这两帧中匹配的点对，计算出这些匹配点对的3D位置信息；

在当前帧中对尚未与地图匹配的特征点进行三角化；

其中，在从前序帧中找出所述另一帧的定位结果好，并且与当前帧的位移超过一定阈值。

8.如权利要求3所述的方法，所述的单目图像与当前地图进行匹配包括：

若当前帧有运动信息时，利用已知的运动模型将当前地图中的3D地图点投影到当前帧图像中，与投影点附近的特征点比较描述子相似程度，寻找最可能的2D匹配点；其中，(u_i，v_i)表示图像坐标，(X_i，Y_i，Z_i)表示地图点坐标，K表示相机内参，exp(ε^)表示当前帧位姿；

若当前帧没有运动信息，则直接通过地图点的描述子与当前帧的特征点描述子进行相似度比较，找到最可能的2D匹配点。

9.如权利要求3所述的方法，进一步包括：退出单目SLAM定位后，重新计算相机在全局地图中的位置。

10.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

在单目SLAM定位的同时，进行局部重定位，所述的局部重定位是指从当前单目SLAM的定位结果附近的一个局部范围内获得候选关键帧，并进行位姿解算；

若局部重定位成功，退出单目SLAM定位，并清除单目SLAM定位的数据。

11.如权利要求2所述的方法，其中，第一阈值是范围为80～100个中的一个值，第二阈值是范围为20～40个中的一个值。

12.如权利要求4所述的方法，其中，当前帧的位移的一定阈值是范围为30～50厘米中的一个值。