[发明专利]视觉导航系统中的边缘化装置

说明书

本申请实施例提供一种视觉导航系统中的边缘化装置，用以解决边缘化过程中速度慢的问题，涉及集成电路技术领域。本申请实施例中采用硬件的方式实现边缘化，利用数据的不相关性，采用并行方式计算雅可比，提高运算性能。

技术领域

本申请涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种视觉导航系统中的边缘化装置。

背景技术

在视觉导航(VSLAM)系统中为了简化设计，保持诸如相机位置和姿态、相机相对于IMU的位置和姿态以及图像特征等优化状态变量数量的稳定，使得系统不会因为时间的推进，导致优化状态变量数量一直增加下去，采用滑窗的设计方式。滑窗的方式在滑动的过程中必然会有新的图像帧进来以及旧的图像帧离开。直接将旧的图像帧丢弃会损失掉一些有用的信息，对系统性能会有一定的影响。边缘化能够将旧的图像帧的信息保留下来，从而使得旧的图像帧得到很好的利用。

目前在相关技术的设计中，边缘化大都是采用软件来实现的，但是软件经过编译器处理后转换成机器指令，在中央处理器(central processing unit，CPU)上执行速度慢。

发明内容

本申请的目的是提供一种视觉导航系统中的边缘化装置，用于解决边缘化过程中速度慢的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种视觉导航系统中的边缘化装置，包括：

标记和存储单元、参数块分发单元、参数计算电路，所述参数计算电路包括多个雅可比计算单元和参数计算单元，其中：

所述标记和存储单元，用于获取本批次需要处理的至少一个参数块，根据预设标记规则对获取的各所述参数块分别进行类型标记，并存储各所述参数块；各所述参数块中包括用于进行视觉导航的相关参数；

所述参数分发单元，用于针对每个参数块，根据所述参数块的类型，将所述参数块发送至边缘化计算电路中与所述参数块类型对应的雅可比计算单元；

所述参数计算电路，用于针对接收到的每个参数块，基于所述参数块的类型对应的雅可比计算单元对所述参数块进行处理得到所述参数块的第一雅可比和第一残差，所述第一残差为所述参数块与预设信息之间的残差；

所述参数计算电路还用于，采用所述参数计算单元基于各所述参数块的第一雅可比和第一残差，对各所述参数块进行过滤操作，并针对保留的每个参数块，采用保留的所述参数块的第一雅可比和第一残差计算得到保留的所述参数块的第二雅可比和第二残差。

在一个实施例中，所述参数块中携带有边缘化标志，所述边缘化标志，用于指示是否要被边缘化，所述参数计算单元对所述参数块进行过滤操作时，具体用于：

将所述边缘化标志为第二指定值的参数块过滤掉，保留所述边缘化标志为第一指定值的参数块。

在一个实施例中，所述参数块中还携带有长度信息，所述长度信息，用于指示参数块的信息长度且与参数块类型一一对应，所述标记和存储单元存储所述参数块时根据所述长度信息连续存储。

在一个实施例中，所述预设信息，包括：

惯性传感器IMU预积分信息、视觉重投影信息、上一批次边缘化信息。

在一个实施例中，所述参数计算单元包括：构建信息矩阵和残差子单元、参数提取子单元、舒尔补子单元、恢复雅可比和残差子单元；其中：

所述构建信息矩阵和残差子单元，用于根据各所述参数块的第一雅可比构建第一信息矩阵，根据各所述参数块的第一残差构建残差向量；

所述参数提取子单元，用于从所述第一信息矩阵中将边缘化标志为第一指定值的参数块提取出来，作为下一批次边缘化处理的上一批次边缘化信息；

所述舒尔补子单元，用于对所述第一信息矩阵进行舒尔补操作，得到第二信息矩阵；