[发明专利]一种基于图像分块的回环检测方法

说明书

一种基于图像分块的回环检测方法，包括以下步骤：步骤1，对于每个输入图像帧，将图像分块为网格图像，提取每个网格图像的特征向量；步骤2，进行排序，综合排序结果计算历史图像帧与输入图像帧的空间相似性，选出与输入图像帧拥有最大空间相似性的历史图像帧，记为最佳候选图像帧；步骤3，计算最佳候选图像帧与输入图像帧之间的归一化平均纹理相似性，并根据约束条件计算最佳候选图像帧与输入图像帧的回环合理性；步骤4，若最佳候选图像帧满足回环合理性，则将最佳候选图像帧与输入图像帧标记为回环图像对，反之则不标记；步骤5，将输入图像帧信息加入到历史图像帧中，获取新的输入图像帧。本发明可以加速回环检测过程，精确度更高。

技术领域

本发明涉及视觉定位导航技术领域，尤其涉及一种基于图像分块的回环检测方法。

背景技术

随着基于定位的服务需求不断增长，如商场导航、医院引导、广告推送等，视觉定位与导航技术得到了广泛的研究与应用。由于视觉定位导航系统是一个不断累积传感器相对信息的过程，因此无法从根本上去除误差对定位系统带来的影响，在长期的定位应用中定位性能较差。

回环检测的引入很好地解决了视觉定位中的性能局限性，其主要任务是寻找图像序列中重复访问过的地点，通过比对重复地点的定位数据差异以修正系统误差。回环检测的优势在于无需事先了解目标区域的任何知识，只根据历史信息修正当前结果，因此应用范围广泛。

发明内容

现有的回环检测方法无法在检测精度与运行效率之间达到平衡，尤其难以在移动平台这样的资源受限场景中实现实时运行的效果，本发明提供一种基于图像分块的回环匹配方法，通过将图像分块并分别处理网格图像块以加速回环检测过程，利用归一化纹理相似性与空间相似性的计算检测回环，在保持较高的回环匹配精度的同时能够提升检测速度，保证定位应用在移动平台上能够达到更好的性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于图像分块的回环检测方法，包括以下步骤：

步骤1，对于每个输入图像帧，将图像分块为网格图像，提取每个网格图像的特征向量，从历史图像帧分块的网格图像中搜寻若干个与输入图像帧分块的网格图像形成回环的网格图像候选；

步骤2，将若干个与输入图像帧分块的每个网格图像形成回环的网格图像候选进行排序，综合排序结果计算历史图像帧与输入图像帧的空间相似性，根据计算结果选出与输入图像帧拥有最大空间相似性的历史图像帧，记为最佳候选图像帧；

步骤3，计算最佳候选图像帧与输入图像帧之间的归一化平均纹理相似性，并根据约束条件计算最佳候选图像帧与输入图像帧的回环合理性；

步骤4，若最佳候选图像帧满足回环合理性，则将最佳候选图像帧与输入图像帧标记为回环图像对，反之则不标记；

步骤5，将输入图像帧信息加入到历史图像帧中，获取新的输入图像帧，回到步骤1，进行下一个回环检测过程。

进一步，在所述步骤1中，搜寻与输入图像帧分块的网格图像形成回环的网格图像候选的步骤如下：

步骤1-1，对于当前时间点i的输入图像帧I_i，i≥2，将其分块为N个网格图像I_i,n，其中n∈[1,N]；

步骤1-2，对输入图像帧I_i分块的每个网格图像I_i,n提取图像特征向量v_i,n，用以描述网格图像；