[发明专利]一种基于地平面假设的视觉惯导SLAM方法

摘要

本发明涉及一种基于地平面假设的视觉惯导SLAM方法，从图像中提取特征点进行IMU预积分，建立相机投影模型，并进行相机内参标定、IMU和相机之间的外参标定；系统初始化，将视觉观测到的点云和相机位姿对齐到IMU预积分上，恢复地面方程和相机位姿；对地面初始化得到地面方程，确定当前相机位姿下的地面方程，并反投影到图像坐标系上，获取更加准确的地面区域；基于状态估计，推导出各传感器观测模型，将相机观测、IMU观测和地面特征观测融合在一起做状态估计，使用图优化模型来做状态估计，使用稀疏图优化和梯度下降法来实现整个优化。本发明相较之前的算法有较大的精度上的提升，可在全局限制相机位姿的估计，使得准确度大大提升。

主权项

1.一种基于地平面假设的视觉惯导SLAM方法，其特征在于包括以下步骤：1)从一图像中提取特征点，对上述特征点进行IMU预积分，建立相机投影模型，并进行相机内参标定、IMU和相机之间的外参标定；2)基于地面标识物的Visual‑Inertial SLAM系统的初始化，将视觉观测到的点云和相机位姿对齐到IMU预积分上，并且用地面上的已知尺寸、坐标的标识物来恢复地面方程和相机位姿；3)通过Visual‑Inertial Odometry得到相机相对地面的旋转和高度，对步骤2)中的地面进行初始化，得到地面方程，确定当前相机位姿下的地面方程，并把这个地面方程反投影到图像坐标系上，使用图像处理方法获取更加准确的地面区域；4)基于先验地面特征点深度的Visual‑Inertial状态估计，详细推导出各种传感器的观测模型，将相机观测、IMU观测和地面特征观测融合在一起来做状态估计，使用图优化模型来做状态估计，使用稀疏图优化和梯度下降法来实现整个优化。