[发明专利]一种带有实例分割的SLAM方法有效

专利信息
申请号: 201910628634.4 申请日: 2019-07-12
公开(公告)号: CN110390724B 公开(公告)日: 2023-06-02
发明(设计)人: 孙东明;李华兵;杨恺伦 申请(专利权)人: 杭州凌像科技有限公司
主分类号: G06T17/05 分类号: G06T17/05;G06T15/00;G06T7/11;G06T5/50
代理公司: 杭州求是专利事务所有限公司 33200 代理人: 应孔月
地址: 310000 浙江省杭州市余*** 国省代码: 浙江;33
权利要求书: 查看更多 说明书: 查看更多
摘要:
搜索关键词: 一种 带有 实例 分割 slam 方法
【权利要求书】:

1.一种带有实例分割的SLAM方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤:

(1)对ElasticFusion SLAM系统的数据结构进行扩充;ElasticFusion中地图的基础组成单位为面元,对面元增加两个属性:①类别概率分布数组Class,Class是一个长度为N的数组;②实例概率分布数组Instance,Instance是一个长度为M的数组;增加一个计数器以记录地图中现有的实例个数;ElasticFusion SLAM系统开始运行时会首先构建一个不包含任何面元的空地图,并负责将实例个数设置为0;

(2)利用彩色-深度(RGB-D)摄像头获取一帧RGB-D图像Fk,输入到扩充后的SLAM系统中、其中下标k代表当前帧的序号,初始帧的下标k=1,此后每到来一帧,k依次累加;

(3)利用ElasticFusion计算Fk对应的相机位姿TWC(k),TWC(k)表示从相机坐标系到世界坐标系的齐次变换矩阵;同时可以得到从世界坐标系到相机坐标系的齐次变换矩阵使用TWC(k)和相机内参,对Fk中每个像素进行坐标变换并将其融合到三维地图中,融合方式分为两种:

(3.1)若Fk中某一像素在三维地图中没有对应的面元,则在三维地图中增加一面元,其Class和Instance呈均匀分布;

(3.2)若Fk中某一像素在三维地图中已存在对应的面元,则维持地图中对应面元的Class和Instance值不变;

(4)将Fk输入到已经训练好的实例分割网络中,得到Fk对应的实例分割结果,其中包含Nins个实例其中,包含在同一个实例中的所有像素对应同一个长度为N的类别概率分布;

(5)使用TCW(k)和相机内参,将地图中的面元投影到相机的像素平面上,得到投影帧Pk,每个实例内的像素的类别概率分布与Pk中对应像素的类别概率分布相乘并归一化,用归一化后的类别概率分布更新地图中面元的类别概率分布;

(6)使用TCW(k)和相机内参,将更新后的地图中的面元投影到相机的像素平面上,得到投影帧Pk′,从Pk′中提取实例信息,包括以下步骤:

(6.1)使用argmax函数得到Pk′中每个像素对应的最大的实例概率;

(6.2)若最大的实例概率0.3,判定它不属于任何实例;

(6.3)若最大的实例概率≥0.3,则该像素被归到最大实例概率对应的实例中,需要参与后续IOU的计算;

(7)针对第i个实例构建长度为M的数组IOUi,IOUi[j]表示与Pk′中实例j的交并比,若Pk′中不含有实例j,则IOUi[j]=0.01;

若IOUi中最大值0.3,则在地图中增加一个实例,使实例个数变为NUM;更新IOUi,使得其中的IOUi[NUM]=0.7;

将内的每个像素的实例概率分布与IOUi相乘并归一化,用归一化后的实例概率分布更新地图中面元的实例概率分布;

(8)不断利用下一帧RGB-D图像,按照步骤(3)将RGB-D图像融合到三维地图中,利用(4)-(5)所述的方法更新该帧所对应面元的类别概率分布,按照步骤(6)-(7)所述的方法更新该帧所对应面元的实例概率分布,从而获得最新的带有实例分割的三维地图。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(4)中的实例分割网络采用MaskR-CNN分割网络。

3.根据权利要求2所述的一种带有实例分割的SLAM方法,其特征在于,Mask R-CNN网络的输入在RGB三通道的基础上加入了深度Depth通道,并重新训练;其分割结果包含实例

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,该方法还包括:根据每个面元的Instance和Class对地图进行可视化渲染。

下载完整专利技术内容需要扣除积分,VIP会员可以免费下载。

该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于杭州凌像科技有限公司,未经杭州凌像科技有限公司许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服

本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201910628634.4/1.html,转载请声明来源钻瓜专利网。

×

专利文献下载

说明:

1、专利原文基于中国国家知识产权局专利说明书;

2、支持发明专利 、实用新型专利、外观设计专利(升级中);

3、专利数据每周两次同步更新,支持Adobe PDF格式;

4、内容包括专利技术的结构示意图流程工艺图技术构造图

5、已全新升级为极速版,下载速度显著提升!欢迎使用!

请您登陆后,进行下载,点击【登陆】 【注册】

关于我们 寻求报道 投稿须知 广告合作 版权声明 网站地图 友情链接 企业标识 联系我们

钻瓜专利网在线咨询

周一至周五 9:00-18:00

咨询在线客服咨询在线客服
tel code back_top