[发明专利]基于暂停信息补充机制的视觉里程计旋转运动处理方法

权利要求书

1.基于暂停信息补充机制的视觉里程计旋转运动处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、监控图像帧并判定图像帧运动类别；

步骤2、根据步骤1的判定结果切换数据流流向；并将图像帧分为三类：旋转初始帧RB、旋转过程帧R1，R2，…，Rn和旋转结束帧RE；旋转初始帧RB用于继承当前的摄像机位姿信息，为后续帧提供初始化；旋转过程帧R1，R2，…，Rn用于整合旋转图像进行计算；旋转结束帧RE用于处理每次旋转的累计误差并连接到普通计算流程；

步骤3、进行图像帧匹配和位姿计算，完成相机旋转的图像处理；根据图像帧数量，对位姿计算结果进行误差优化处理；对于常态下的相机运动状态，通过DSO算法框架执行计算；对于旋转相机运动状态，通过使用旋转初始帧RB、旋转过程帧R1，R2，…，Rn和旋转结束帧RE进行计算；传递摄像机当前位姿信息通过旋转初始帧RB传递，第一帧的位姿信息通过图像帧累计计算结果得到；利用三维空间表示相机的位置，利用四元数表示相机的旋转，即相机位姿信息的数据表示如下：

T＝(x,y,z,q1,q2,q3,q4)                            (1)

旋转过程帧R1，R2，…，Rn构成一个集合S，用于摄像机位姿中旋转信息的计算；其中旋转初始帧RB的点具有3D信息，集合S中的图像点只存在2D信息；且集合S中有两种图像点：不具有任何深度信息的图像点、参与旋转位姿信息计算的图像点；假设空间点P的投影的像素坐标为[u，v]^T，则空间点P位置表示如下：

其中，λ表示尺度因子，k表示内参矩阵，ξ表示李代数；

通过最小二乘法将公式(2)转换为公式(3)，若能将误差最小化，则认为此时的相机位姿和点空间位置信息是可信的；

其中，k表示内参矩阵，S表示尺度因子，P表示空间点，u表示图像像素，下角标i对应第i个点；旋转结束帧RE是不同运动状态的一个连接点；通过上述公式和相机位姿数据运算，完成了相机旋转的图像处理；

步骤4、后端数据优化。

2.根据权利要求1所述基于暂停信息补充机制的视觉里程计旋转运动处理方法，其特征在于，步骤1具体包括：设置一个向量N表示图像点的一致性和差异性两个特点；当运动趋势稳定，摄像机向一个轴向方向移动时，运动矢量近似平行，N值接近于零；通过设定了一个波动阈值以判断运动幅度，根据N值变化区分图像帧的运动状态。

3.根据权利要求1所述基于暂停信息补充机制的视觉里程计旋转运动处理方法，其特征在于，步骤(4)具体包括：点云地图是通过相机位姿信息计算得到的，部分相机位姿信息和全局地图重合；经过公式(3)等处理进行后端数据优化后进行点云地图的融合和冗余度剔除，得到最终的地图点云。