一种基于TOF的光流定位系统技术方案

本发明专利技术涉及室内视觉定位与导航领域，具体是一种基于TOF的光流定位系统，包括图像及惯性数据获取模块、光流计算模块、深度估计模块、运动估计模块和输出模块。本发明专利技术通过图像及惯性数据获取模块采集图像信息和加速度和角速度，再经光流计算模块和深度估计模块获取图像的特征点信息和深度估计信息，而后运动估计模块结合特征点信息和深度估计信息计算得到最终定位位置，从而实现精准、快速地三维定位。

An optical flow location system based on TOF

The invention relates to an indoor positioning and navigation field, in particular to a optical positioning system based on TOF, including the image and inertial data acquisition module, optical flow calculation module, depth estimation module, motion estimation module and output module. The present invention obtains image information acquisition module and the acceleration and angular velocity by image and inertial data, the optical flow calculation module and depth estimation of feature point information and image information acquisition module depth estimation, and then the motion estimation module combined with feature information and depth estimation information obtained the final position, in order to achieve accurate and fast 3D positioning.

【技术实现步骤摘要】
一种基于TOF的光流定位系统
本专利技术涉及室内视觉定位与导航领域，具体是一种基于TOF的光流定位系统。
技术介绍
光流定位是无人机在室内飞行时的主要定位方法，在使用时通常是将一个相机朝下安装在无人机的底部，通过计算图像中像素的移动来估计相机的自身运动，而后通过光流计算，得到相机自身的速度并进行定位。而目前的光流定位方案，大多数使用一个摄像头和一个超声波测距模块，并使用SAD算法计算光流，这种光流定位方案具有如下缺陷：1.采用超声波测距模块进行测距精度较低，容易受外界环境如温度、风速的干扰，当处于崎岖路面、高度变化较快的环境下，由于超声波测距仅能反馈中心区域的高度，测距精度较差，且应用于吸音材料上偏差严重，导致光流定位不精准；2.光流计算多采用稠密光流计算，为达到实时效果通常只能计算中心一小块区域的光流，并且直接使用计算的光流结果和超声波测得的深度进行运动估计，采集样本太少，忽略了图像块中某些区域深度与光流并不匹配的情况，容易产生累积误差，从而造成漂移现象。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的缺陷，提供一种基于TOF的光流定位系统，利用TOF采集的图像进行分析，获取特征点信息和深本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于TOF的光流定位系统，其特征在于，包括：图像及惯性数据获取模块、光流计算模块、深度估计模块、运动估计模块和输出模块，其中，所述的图像及惯性数据获取模块用以采集灰度图像、深度图像、加速度和角速度；所述的光流计算模块与所述图像及惯性数据获取模块连接，用于在图像及惯性数据获取模块采集的灰度图像中选取特征点，通过光流计算获取图像序列中的特征点信息；所述的深度估计模块分别与所述图像及惯性数据获取模块和所述光流计算模块连接，使用所述光流计算模块提供的特征点信息，结合所述图像获取模块提供的深度图像，对特征点的深度进行估计，得出深度估计信息；所述的运动估计模块分别与所述光流计算模块和所述深度估计模块连...

【技术特征摘要】
1.一种基于TOF的光流定位系统，其特征在于，包括：图像及惯性数据获取模块、光流计算模块、深度估计模块、运动估计模块和输出模块，其中，所述的图像及惯性数据获取模块用以采集灰度图像、深度图像、加速度和角速度；所述的光流计算模块与所述图像及惯性数据获取模块连接，用于在图像及惯性数据获取模块采集的灰度图像中选取特征点，通过光流计算获取图像序列中的特征点信息；所述的深度估计模块分别与所述图像及惯性数据获取模块和所述光流计算模块连接，使用所述光流计算模块提供的特征点信息，结合所述图像获取模块提供的深度图像，对特征点的深度进行估计，得出深度估计信息；所述的运动估计模块分别与所述光流计算模块和所述深度估计模块连接，用以结合特征点信息和深度估计信息进行计算，得到最终的定位位置信息，并将定位位置信息发送至所述输出模块；所述的输出模块与所述运动估计模块连接，用以接收定位位置信息，并将定位位置信息在显示设备上进行显示。2.根据权利要求1所述的一种基于TOF的光流定位系统，其特征在于，所述的光流计算模块包括特征提取模块、特征跟踪模块和离群点剔除模块，所述的特征提取模块连接图像及惯性数据获取模块，并在图像及惯性数据获取模块采集的灰度图像中选取特征点，所述的特征跟踪模块分别连接特征提取模块和离群点剔除模块，特征跟踪模块对所提取的特征点进行跟踪，输出对应特征点前后的图像坐标与偏移量，所述的离群点剔除模块对所述特征跟踪模块的跟踪结果进行优化，剔除错误跟踪的点。3.根据权利要求2所述的一种基于TOF的光流定位系统，其特征在于，所述的特征提取模块检测灰度图像中像素的梯度特征，利用shi-tomasi角点检测，选择梯度相对明显的点作为特征点，在灰度图像中选取特征点，并保存特征点的坐标。4.根据权利要求2所述的一种基于TOF的光流定位系统，其特征在于，所述的特征跟踪模块使用金字塔Lucas-Kanade光流法对所选的特征点进行跟踪。5.根据权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱久超，王兆圣，刘佩林，郁文贤，慕翔，洪燕，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31