[发明专利]一种面向室内环境的单应视觉里程计方法

权利要求书

1.一种面向室内环境的单应视觉里程计方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)读取数据，包括参考帧、当前帧和局部地图，然后在当前帧中提取ORB特征点并通过四叉树的方法过滤提取的特征点，最后完成当前帧与参考帧的特征匹配；

2)利用加权随机采样策略寻找共面地图点组合；

3)根据地图点最多的平面，计算当前帧与参考帧位姿的单应变换矩阵H_m，再分解得到旋转位姿矩阵R和平移位姿向量t；

4)通过最小化加权重投影误差函数，优化旋转位姿矩阵R和平移位姿向量t；

5)构建局部地图，并通过局部光束平差法优化旋转位姿矩阵R、平移位姿向量t和局部地图。

2.根据权利要求1所述的一种面向室内环境的单应视觉里程计方法，其特征在于，在步骤1)中，所述当前帧是指从图像序列读取的待估计位姿的当前图像，所述参考帧是指图像序列读取的上一帧图像，所述步骤1)包括以下步骤：

1.1)对当前帧的原始图像采用放缩系数b连续降采样获得d层图像金字塔，然后根据每层图像分辨率大小，提取相应数量的FAST角点，总共提取的特征点数量为N个；

1.2)通过四叉树的方法对步骤1.1)中提取的特征点进行过滤，然后计算剩余全部特征点的BRIEF描述子；

1.3)对于每一个当前帧中的特征点，在参考帧中相同位置的附近区域搜寻与其描述子汉明距离最小的特征点作为最佳匹配，汉明距离第二小的作为次佳匹配，若最佳匹配汉明距离大于T_b，或者最佳匹配距离与次佳匹配距离差值小于T_d，则舍弃该最佳匹配，否则保留最佳匹配作为特征匹配的匹配对，其中，T_b、T_d是设置的阈值；将全部匹配对记为q_cr＝{(q_c1,q_r1),(q_c2,q_r2),...,(q_ck,q_rk),...,(q_cn,q_rn)}，其中，k＝1,2,...,n，q_ck、q_rk表示当前帧特征点和参考帧对应特征点，已初始化地图点的匹配对为其中，i＝1,2,...,m，q_ci、q_ri表示已初始化地图点的当前帧特征点和参考帧对应特征点，对应的地图点为其中，i＝1,2,...,m，P_i表示地图点，对应地图点观测次数为其中，i＝1,2,...,m，N_i表示相应地图点被观测次数，未初始化地图点匹配对为其中，l＝1,2...,n-m，q_c(m+l)、q_r(m+l)表示未初始化地图点的当前帧特征点和参考帧对应特征点。