[发明专利]一种基于成熟特征点的ORB提取方法

权利要求书

1.一种基于成熟特征点的ORB提取方法，其特征在于：包括以下步骤，

S1：相机在移动的过程中录制图片数据集；

S2：把满足分布均匀良好，具有足够像素梯度的像素点命名为未成熟点，对图片数据集中当前帧上的未成熟点进行提取；所述步骤S2具体为：

S2.1：将图像划分成M×M个区域，对每个区域计算阈值g；

其中，为该区域所有像素点的中值绝对梯度，g_th为全局梯度；

S2.2：在每个区域内选取像素梯度值最大的前N个点，像素梯度G(x,y)定义如下：

G(x,y)＝dx(i,j)+dy(i,j)

其中，I(i,j)为坐标为(i,j)的像素点的像素值，dx(i,j)为坐标为(i,j)的像素点在x方向的像素值，dy(i,j)为坐标为(i,j)的像素点在y方向的像素值；

将像素梯度排名靠前的N个点的像素梯度值分别与阈值g比较，若超过阈值g，则将该点选为未成熟点，若N个点的像素梯度值均不超过阈值g，则舍弃该区域；

S3：求当前帧上的未成熟点在下一帧上的位姿；所述步骤S3具体为：

令图片数据集中相邻帧的图片m₁,m₂两未成熟点，在非齐次像素坐标系中坐标为p₁,p₂,设P为三维空间中的真实点，坐标为[X,Y,Z]，在m₁,m₂中的深度为Z₁,Z₂，图片数据集中相邻帧的图片m₁,m₂之间的旋转平移关系由旋转矩阵R和平移矩阵t构成，对应的李代数为ξ，相机内参为K，[X,Y,Z]归一化后为得p₁,p₂关系如下：

p₂与p₁之间的光度误差表示为：

e＝m₁(P₁)-m₂(P₂)

其中e为标量，优化目标为误差的二范数，即对于一帧图片上的多个未成熟点，优化问题表示为：

光度误差相对于李代数形式的雅克比矩阵：

扰动变量exp(ξ^)在m₂帧图像下的坐标记为u，

q＝δξ^exp(ξ^)P

对于每帧上的多个未成熟点，通过计算优化目标的雅克比矩阵，然后使用高斯-牛顿法迭代求出未成熟点在下一帧上的位姿；

S4：将当前帧的彩色图转化为深度图，获取当前帧上未成熟点的深度信息；

S5：将当前帧上未成熟点的深度信息与设定值比较，当深度信息的值小于设定值时，将未成熟点被安插到局部建图中激活为成熟地图点；

S6：将成熟地图点在下一帧上的位姿与成熟地图点的三维坐标信息相匹配，构建地图信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于成熟特征点的ORB提取方法，其特征在于，所述步骤S5中的设定值为8。

3.根据权利要求2所述的一种基于成熟特征点的ORB提取方法，其特征在于，当前帧的成熟地图点在下一帧上的位姿与成熟地图点的三维坐标信息相匹配，构建地图信息后对下一帧图像的操作重复步骤S2-S6。