[发明专利]一种基于点线面特征的室内双目视觉里程计方法

权利要求书

1.一种基于点线面特征的室内双目视觉里程计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、以双目相机为信息读取设备，标定所述双目相机的内参后对所采集的图像帧进行预处理，得到去噪后的第k帧图像；

步骤2、对于所述去噪后的第k帧图像提取ORB点特征；再采用改进的LSD算法提取所述去噪后的第k帧图像中的线特征，筛选出线特征中的相交线对；

步骤3、计算相交线对的端点3D位置(P_start,P_end)和方向向量n_l；

步骤4、根据所述相交线对的端点3D位置和方向向量获取面特征的参数；

步骤5、对双目相机所处的室内环境做出曼哈顿世界假设，以利用位姿估计解耦算法将所述双目相机的运动过程中的旋转和平移矩阵分别解算：

步骤5.1、基于曼哈顿世界假设估计旋转矩阵；

步骤5.2、构建基于ORB点特征和线特征的重投影误差函数，用于估计平移矩阵，从而估计双目相机帧间的运动位姿；

步骤6、判定经过跟踪线程预处理的第k帧图像是否为关键帧，若是，则用于构建局部地图，否则，返回步骤1。

2.如权利要求1中所述的一种基于点线面特征的室内双目视觉里程计方法，其特征在于，所述步骤4是按如下过程获取面特征的参数：

步骤4.1、利用式(1)得到相交线对的两线夹角θ，判定两线夹角θ是否大于阈值α；若是，则执行步骤4.2；否则返回步骤3；

式(1)中，n_l1表示相交线对中线段1的方向向量，n_l2表示相交线对中线段2的方向向量；

步骤4.2、判断相交线对中两线中心点的距离是否小于相交线对中任一线段的长度；若是，则执行步骤4.3；否则返回步骤3；

步骤4.3、判断相交线对中两线的四个端点是否在同一平面：

步骤4.3.1、利用式(2)得到所述相交线对所构成平面的法向量n_π：

n_π＝n_l1×n_l2 (2)

步骤4.3.2、根据平面法向量n_π和相交线对中的e个端点利用式(3)计算e个平面系数

式(3)中，d_e表示第e个平面系数；(x_e,y_e,z_e)表示第e个端点P_e的3D空间位置；

步骤4.3.3、利用式(4)计算双目相机到相交线对所构成平面的深度估计值

步骤4.3.4、利用式(5)得到最大平面系数差D：

D＝max(d_e)-min(d_e) (5)

步骤4.3.5、若最大平面系数差D小于阈值N，则判断两线的四个端点存在于同一平面，并利用式(6)表示面特征的参数π，否则，表示四个端点不在同一平面上；