[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

说明书

本发明公开了同步定位与地图构建中关键帧提取方法、装置和智能设备，方法包括：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。本发明实施例的技术方案解决了同步定位与地图构建中关键帧冗余以及空间分布不均匀的技术问题，提高了SLAM技术定位和地图构建的精度。

技术领域

本发明涉及同步定位与地图构建技术领域，具体涉及一种同步定位与地图构建中关键帧提取方法、装置和智能设备。

背景技术

近几年机器人、无人机、无人车等设备日益火爆，SLAM(SimultaneouslyLocalization and Mapping，同步定位与地图构建)技术也为大家熟知，被认为是这些领域的关键技术之一。SLAM是机器人从未知环境的未知地点出发，在运动过程中通过重复观测到的地图特征(比如，墙角，柱子等)定位自身位置和姿态，再根据自身位置增量式的构建地图，从而达到同时定位和地图构建的目的。

同步定位与地图构建主要过程包括特征检测与匹配、运动估计、关键帧提取。众所周知，SLAM可以基于关键帧的特征点得到点云地图，由此关键帧选取的好坏直接影响点云地图的构建，进而影响定位导航的精度。

现有SLAM关键帧提取过程中存在关键帧冗余、消耗了大部分内存，以及关键帧空间分布不均匀，定位精度不高的问题，亟待解决。

发明内容

本发明提供了一种同步定位与地图构建中关键帧提取方法、装置和智能设备，解决了关键帧提取中的冗余以及空间分布不均匀的技术问题，提高了SLAM技术定位和地图构建的精度。

根据本申请的一个方面，提供了一种同步定位与地图构建中关键帧提取方法，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。

根据本申请的另一个方面，提供了一种同步定位与地图构建中关键帧提取装置，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。

根据本申请的又一个方面，提供了一种智能设备，包括：设备本体，如上述本申请另一个方面所述的同步定位与地图构建中关键帧提取装置，设备本体的底部安装有至少一个用于移动的轮子，设备本体上设置有传感器，传感器与所述关键帧提取装置连接；

所述传感器包括视觉传感器，视觉传感器采集未知环境的图像得到图像帧，将采集的图像帧存储到图像库中，并将相应的图像帧发送至所述关键帧提取装置；

所述传感器包括运动传感器，运动传感器获取所述图像帧相对于上一关键帧的相对运动信息，并将相对运动信息发送至所述关键帧提取装置。