[发明专利]同步定位与地图构建中关键帧提取方法、装置和智能设备

权利要求书

1.一种同步定位与地图构建中关键帧提取方法，其特征在于，包括：

从存储多帧未知环境的图像的图像库中获取一个图像帧，对该图像帧进行特征提取得到特征点的信息，该信息包括特征点的数量；

获取所述图像帧相对于上一关键帧的相对运动信息，并利用相对运动信息计算当前使用的自适应阈值；

根据所述特征点的信息和指示了图像帧空间信息的自适应阈值，筛选关键帧；

所述获取所述图像帧相对于上一关键帧的相对运动信息，并利用相对运动信息计算当前使用的自适应阈值包括：

利用获取的相对运动信息计算对应的相对运动指标值；

根据所述相对运动指标值、指示相对运动指标阈值的第一常量以及指示特征点数量阈值的第二常量，计算当前使用的自适应阈值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述特征点的信息和指示了图像帧空间信息的自适应阈值，筛选关键帧包括：

判断特征点的数量是否大于对应的自适应阈值；

如果特征点的数量大于对应的自适应阈值，则确定所述图像帧是初步关键帧；

如果特征点的数量不大于对应的自适应阈值，则确定所述图像帧不是关键帧。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

对确定的初步关键帧，利用获取的所述相对运动信息，计算对应的相对运动指标值；

判断初步关键帧对应的相对运动指标值是否大于预设的指标阈值；

是则，确定初步关键帧为最终的关键帧；

否则，确定初步关键帧不是关键帧。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用获取的相对运动信息计算对应的相对运动指标值包括：

利用获取的包含位置变化量和角度变化量的相对运动信息，

确定相对运动指标值，与第三常量、所述位置变化量以及所述角度变化量相关的二元函数关系，计算后得到相对运动指标值。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，获取所述图像帧相对于上一关键帧的相对运动信息包括：

获取智能设备的三轴加速度数据以及三轴角速度数据，获取智能设备的角位移数据；

将获取的所述三轴加速度数据以及三轴角速度数据以及所述角位移数据按照图像帧的时间戳进行时间对齐，并进行空间对齐；

在时间对齐和空间对齐之后，利用预定滤波算法对所述三轴加速度数据以及三轴角速度数据、所述角位移数据以及所述图像帧进行融合后，得到所述图像帧对应的包含位置信息和角度信息的位姿值；

将所述图像帧对应的位姿值与上一关键帧的位姿值对应作差，得到指示上一关键帧时间点到当前时间点的位置变化量和角度变化量。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述获取智能设备的三轴加速度数据以及三轴角速度数据包括：

从安装在智能设备上的惯性测量单元处获取采集的三轴加速度数据以及三轴角速度数据；

所述获取智能设备的角位移数据包括：从安装在智能设备上的码盘传感器处获取采集的角位移数据；

所述获取智能设备采集的图像帧包括：从安装在智能设备上的视觉传感器处获取采集的图像帧。

7.一种同步定位与地图构建中关键帧提取装置，其特征在于，包括：

特征提取模块，用于从存储多帧未知环境的图像的图像库中获取一个图像帧，对该图像帧进行特征提取得到特征点的信息，该信息包括特征点的数量；

计算模块，用于获取所述图像帧相对于上一关键帧的相对运动信息，并利用相对运动信息计算当前使用的自适应阈值；

关键帧筛选模块，用于根据所述特征点的信息和指示了图像帧空间信息的自适应阈值，筛选关键帧；

计算模块，用于利用获取的相对运动信息计算对应的相对运动指标值；

根据所述相对运动指标值、指示相对运动指标阈值的第一常量以及指示特征点数量阈值的第二常量，计算当前使用的自适应阈值。