[发明专利]基于机器视觉的虚拟墙构建方法及装置、地图构建方法、可移动电子设备

权利要求书

1.一种基于机器视觉的虚拟墙构建方法，其特征在于，包括步骤：

在所述可移动电子设备遍历待定位区域的过程中，通过设置于所述可移动电子设备上的摄像头以预设的频率实时采集周围环境的图像，将每一时刻采集到的图像投影至设于所述可移动电子设备中的图像传感器的光敏面形成目标图像；

根据预设的图像匹配算法，当任意时刻获取到的目标图像与所述标记图案库中的任一标记图案相匹配时，获取所述目标图像在所述光敏面上的x个关键点；其中，所述目标图像在所述光敏面上的关键点均位于一特征直线上；x≥2；

基于所述目标图像在所述光敏面上的关键点计算虚拟墙与所述可移动电子设备的距离，根据所述虚拟墙与所述可移动电子设备的距离，在与所述特征直线呈预设夹角且与所述光敏面相垂直的面上构建所述虚拟墙；其中，当所述预设夹角等于0°或180°时，则在与所述特征直线平行且与所述光敏面相垂直的面上构建所述虚拟墙。

2.如权利要求1所述的基于机器视觉的虚拟墙构建方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：

响应于标定指令，获取当前时刻所述可移动电子设备正上方的图像，并存储至所述标记图案库中作为新的标记图案；

通过所述图像匹配算法获取所述标记图案的若干个特征点以及每一所述特征点对应的特征描述子。

3.如权利要求2所述的基于机器视觉的虚拟墙构建方法，其特征在于，所述根据预设的图像匹配算法，当任意时刻获取到的目标图像与所述标记图案库中的任一标记图案相匹配时，获取所述目标图像在所述光敏面上的x个关键点具体为：

通过所述图像匹配算法获取当前时刻所述目标图像的若干个特征点以及每一所述特征点对应的特征描述子；

通过计算所述目标图像的每一特征描述子和所述标记图案的每一特征描述子的欧几里得距离，获取所述目标图像与所述标记图案具有匹配关系的特征点，当获取到的具有匹配关系的特征点的数量大于预设的阈值时，则判断所述目标图像与所述标记图案库中的任一标记图案匹配；

根据所述目标图像上具有匹配关系的特征点的位置关系，以其中x个位于同一直线上的特征点作为关键点。

4.如权利要求3所述的基于机器视觉的虚拟墙构建方法，其特征在于，所述图像匹配算法为尺度不变特征变换算法或加速稳健特征算法，所述标记图案/目标图像的每一特征描述子通过以下步骤获取：

通过高斯模糊建立标记图像/目标图像的尺度空间，通过高斯微分函数识别所述标记图像/目标图像的尺度空间中的极值点，对所述标记图像/目标图像的尺度空间中的极值点进行校验，去除所述标记图像/目标图像的尺度空间中的不稳定极值点，从而获得所述标记图像/目标图像的特征点及所述特征点的尺度和位置；

根据所述标记图像/目标图像中每一所述特征点的邻域像素的梯度方向分布特性，为每一所述特征点赋予方向；

根据所述标记图像/目标图像中每一所述特征点的尺度、位置和方向，通过对所述特征点的周围图像进行区域分块，计算块内梯度直方图，从而生成所述特征点的特征描述子。

5.如权利要求1所述的基于机器视觉的虚拟墙构建方法，其特征在于，通过摄像头采集到的图像通过成像透镜投影至所述图像传感器的光敏面；所述虚拟墙与所述可移动电子设备的距离通过三角测距法计算得到。

6.如权利要求5所述的基于机器视觉的虚拟墙构建方法，其特征在于，所述基于所述目标图像在所述光敏面上的关键点计算虚拟墙与所述可移动电子设备的距离具体为：

通过以下公式计算所述虚拟墙与所述可移动电子设备的距离：

D＝a/b*S*|cosθ|

其中，a为所述虚拟墙的上边框到所述光敏面的距离，b为所述成像透镜和所述光敏面的距离，S为所述特征直线和所述光敏面的中心点的距离，D为所述虚拟墙和所述光敏面的中心点的距离，θ为所述预设夹角。

7.如权利要求1所述的基于机器视觉的虚拟墙构建方法，其特征在于，所述图像传感器包括PSD传感器、CCD传感器或CMOS传感器。