[发明专利]阵列式高速视觉里程计及其实现方法

摘要

本发明为一种阵列式高速视觉里程计及其实现方法。本发明包括若干个视觉测量单元、数据采集电路板和工控机。利用的单个视觉测量单元并行计算特征点的三维位置；根据视觉测量单元的空间位置变换关系和空间运动一致性，对各视觉测量单元输出的特征点的三维位置数据进行校验；利用多个视觉测量单元输出的特征点的三维位置数据，通过无色卡尔曼滤波方法进行数据融合；并根据视觉测量单元的空间位置变换关系，通过非线性优化方法，精确估计机器人的位姿变化量。本发明具有响应速度快、鲁棒性好、参数估计精度高、能耗低、隐蔽性好和使用方便等优点，完全可以满足机器人在非结构环境下对自主定位导航方法的实时性和鲁棒性的要求。

主权项

一种阵列式高速视觉里程计的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：利用的单个视觉测量单元并行计算特征点的三维位置；根据视觉测量单元的空间位置变换关系和空间运动一致性，对各视觉测量单元输出的特征点的三维位置数据进行校验；利用多个视觉测量单元输出的特征点的三维位置数据，通过无色卡尔曼滤波方法进行数据融合；并根据视觉测量单元的空间位置变换关系，通过非线性优化方法，精确估计机器人的位姿变化量；所述单个视觉测量单元并行计算特征点的三维位置，包括以下步骤：步骤1，当i＝1时，从ti‑1和ti时刻立体视觉图像对和中，采用Harris算子提取特征点；当i>1时，仅从ti时刻立体视觉图像中，提取特征点；步骤2，当i＝1时，分别对ti‑1和ti时刻立体视觉图像对和中提取的特征点进行匹配；当i>1时，仅对ti时刻立体视觉图像中提取的特征点进行匹配；步骤3，对立体视觉图像对和中提取和匹配的特征点，在左右图像序列中分别进行跟踪，步骤4，对匹配和跟踪的特征点，进行最小二乘意义下的三维重建；步骤5，将中提取和匹配的特征点作为中提取和匹配的特征点，进入下一时刻的特征点匹配与跟踪。