[发明专利]一种视觉惯性初始化方法、可移动设备及存储介质

权利要求书

1.一种视觉惯性初始化方法，其特征在于，所述方法包括：

获取可移动设备的轮速计信息、惯性信息以及相机采集的多个图像帧；

在所述图像帧满足视觉初始化条件的情况下，基于所述图像帧进行视觉位姿估计，得到初始位姿；

在所述图像帧包括的关键帧满足惯性初始化条件的情况下，基于默认参数进行惯性预积分，得到惯性预积分结果；

基于所述轮速计信息的预积分结果以及所述关键帧对应的位姿，计算尺度参数和重力参数；

以所述尺度参数和所述重力参数作为先验约束，确定惯性约束偏置，并基于所述惯性约束偏置和所述惯性信息，更新所述惯性预积分结果；

基于更新后的惯性预积分结果、所述尺度参数以及所述初始位姿进行联合优化，确定所述相机的位姿。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取可移动设备的轮速计信息、惯性信息以及相机采集的多个图像帧的步骤，包括：

在可移动设备进行曲线运动的过程中，获取所述可移动设备的轮速计信息、惯性信息以及相机采集的多个图像帧；

所述基于所述轮速计信息的预积分结果以及所述关键帧对应的位姿，计算尺度参数和重力参数的步骤，包括：

对所述轮速计信息进行预积分，得到轮速计位姿；

基于所述轮速计位姿以及所述关键帧对应的位姿，计算尺度先验以及尺度参数偏差；

基于第一法向量和第二法向量，计算重力先验和重力参数偏差，其中，所述第一法向量为所述轮速计位姿组成的平面的法向量，所述第二法向量为所述关键帧对应的位姿组成的平面的法向量。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述轮速计位姿以及所述关键帧对应的位姿，计算尺度先验以及尺度参数偏差的步骤，包括：

根据第一轮速计位姿包括的第一位置、第二轮速计位姿包括的第二位置、初始关键帧对应的位姿包括的初始位置、第一关键帧对应的位姿包括的第三位置、第二关键帧对应的位姿包括的第四位置，按照以下公式计算得到尺度先验s_pre以及尺度参数偏差s_rc：

其中，(x₁，y₁)为所述第一轮速计位姿包括的第一位置的坐标，(x₂，y₂)为所述第二轮速计位姿包括的第二位置的坐标，(x_k0，y_k0)为所述初始关键帧对应的位姿包括的初始位置的坐标，(x_k1，y_k1)为所述第一关键帧对应的位姿包括的第三位置的坐标，(x_k2，y_k2)为所述第二关键帧对应的位姿包括的第四位置的坐标，分别为轮速计位姿在x，两个方向的补偿系数，T_rc为相机坐标系到可移动设备坐标系的外参。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于第一法向量和第二法向量，计算重力先验和重力参数偏差的步骤，包括：

针对所述轮速计位姿组成的平面，通过奇异值分解计算得到所述轮速计位姿组成的平面的法向量，作为第一法向量；

针对所述关键帧对应的位姿组成的平面，通过奇异值分解计算得到所述关键帧对应的位姿组成的平面的法向量，作为第二法向量；

基于所述第一法向量和所述第二法向量，按照以下公式计算得到重力先验和重力参数偏差θ：

其中，为所述第二法向量，T_rc为相机坐标系到可移动设备坐标系的外参。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述惯性约束偏置包括线加速度偏置和角加速度偏置；

所述以所述尺度参数和所述重力参数作为先验约束，确定惯性约束偏置的步骤，包括：

以所述尺度参数和所述重力参数作为先验约束，以所述尺度参数、所述重力参数、所述线加速度偏置以及所述角加速度偏置的总误差最小为优化方向，进行所述线加速度偏置和所述角加速度偏置的迭代优化；

直到所述总误差收敛，得到迭代优化后的线加速度偏置和角加速度偏置。