[发明专利]基于特征提取算法和关键帧的激光SLAM系统及方法

权利要求书

1.一种基于特征提取算法和关键帧的激光SLAM系统，其特征在于，所述激光SLAM系统包括特征提取模块，跟踪模块和建图模块；

其中，所述特征提取模块用于提取当前帧的平面特征点及边缘特征点：

步骤A1：对当前帧的初始点云P₀进行初次过滤，得到参考点云P；

步骤A2：选取所述参考点云P中的每一点p_n，在同一条激光线上的m个左邻居[p_n-m，...，p_n-1]和m个右邻居[p_n+1，...，p_n+m]，得到由2m+1个点构成的点集；

步骤A3：根据以下公式，计算所述点集的质心

步骤A4：根据以下公式，确定质心的协方差矩阵M：

步骤A5：将所述协方差矩阵M行特征值分解，并将分解结果按照升序排列得到第一特征值λ₀、第二特征值λ₁及第三特征值λ₂；

步骤A6：根据第二特征值λ₁及第三特征值λ₂，确定点p_n的曲率ratio：

步骤A7：根据曲率ratio，提取当前帧中的平面特征点和边缘特征点：

当所述曲率ratio大于第一曲率阈值时，点p_n为平面特征点；当所述曲率ratio小于第二曲率阈值时，点p_n为边缘特征点；

所述跟踪模块用于根据当前帧的平面特征点及边缘特征点，对当前帧进行实时跟踪，确定当前帧的位姿，并确定当前帧是否为关键帧；

所述建图模块用于在所述当前帧为关键帧时，并行关键帧到局部地图的匹配以及根据关键帧的位置进行回环检测，优化位姿并得到全局一致的地图。

2.根据权利要求1所述的基于特征提取算法和关键帧的激光SLAM系统，其特征在于，所述特征提取模块用于提取当前帧的平面特征点及边缘特征点，还包括：

对于每一条激光线上的各边缘特征点，确定其中的局部极小值对应的边缘特征点为主边缘点，二次滤除所述主边缘点设定范围内的边缘特征点，得到最终边缘特征点。