一种视觉导航系统的跟踪恢复方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种视觉导航系统的跟踪恢复方法和装置。本发明专利技术的方法包括：获取当前帧图像，根据当前帧图像并利用视觉导航系统内部跟踪方法进行跟踪，在跟踪成功时，将当前帧图像数据存储至关键帧数据库中；在利用视觉导航系统内部跟踪方法跟踪失败时，根据从关键帧数据库中筛选出的与当前帧图像相似的目标关键帧图像和当前帧图像进行重定位，获取位姿数据以恢复跟踪。本发明专利技术针对视觉导航系统内部跟踪方法无法进行跟踪时，利用导航系统的视觉图像，对当前帧图像进行处理，从关键帧数据库中获取符合要求的目标关键帧数据进行重定位，在重定位成功时利用获取到的位姿数据恢复跟踪，提高视觉导航系统定位跟踪的鲁棒性。

A Tracking Recovery Method and Device for Visual Navigation System

The invention discloses a tracking recovery method and device of a visual navigation system. The method of the present invention includes: acquiring the current frame image, tracking according to the current frame image and using the internal tracking method of the visual navigation system, storing the current frame image data into the key frame database when the tracking is successful, and selecting the target similar to the current frame image from the key frame database when the internal tracking method of the visual navigation system fails to track. The key frame image and the current frame image are relocated to retrieve the pose data to recover the tracking. When the internal tracking method of the visual navigation system is unable to track, the present frame image is processed by using the visual image of the navigation system, and the required target key frame data is retrieved from the key frame database to relocate. When the relocation is successful, the acquired position and attitude data are used to recover the tracking, so as to improve the robustness of the positioning and tracking of the visual navigation system.

【技术实现步骤摘要】
一种视觉导航系统的跟踪恢复方法和装置
本专利技术涉及跟踪定位
，尤其涉及一种视觉导航系统的跟踪恢复方法和装置。
技术介绍
目前，视觉惯性里程计(visual-inertialodometry，VIO)可以为并发建图与定位(simultaneouslocalizationandmapping，SLAM)、机器人、无人车、无人机等系统提供基于视觉的高精度定位导航功能，VIO逐渐成为智能移动终端的一个重要组成部分，在VIO的辅助下，智能移动终端可以完成自主导航、避障、路线规划、三维建图等多种功能。现有技术中，VIO跟踪方法主要包括：利用摄像头拍摄的图像对终端位置进行粗估算，在粗估算的基础上利用惯性测量单元(inertialmeasurementunit，IMU)测量的IMU数据对终端位置进行细估算，得到终端的高精度位置和姿态结果。此种VIO跟踪方法在周围环境比较良好的情况下，视觉定位导航系统可以连续输出高精度的位置和姿态数据。但是，在周围环境出现光线过强或者过暗、在室内经过白墙体时、移动终端快速移动或者旋转等不利条件时，VIO系统可能很难从图像中获得足够数量的特征数据来实现正确跟踪，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种视觉导航系统的跟踪恢复方法，其特征在于，所述方法包括：获取当前帧图像，根据当前帧图像并利用视觉导航系统内部跟踪方法进行跟踪，在跟踪成功时，将当前帧图像数据存储至关键帧数据库中；在利用视觉导航系统内部跟踪方法跟踪失败时，根据从所述关键帧数据库中筛选出的与当前帧图像相似的目标关键帧图像和当前帧图像进行重定位，获取位姿数据以恢复跟踪。

【技术特征摘要】
1.一种视觉导航系统的跟踪恢复方法，其特征在于，所述方法包括：获取当前帧图像，根据当前帧图像并利用视觉导航系统内部跟踪方法进行跟踪，在跟踪成功时，将当前帧图像数据存储至关键帧数据库中；在利用视觉导航系统内部跟踪方法跟踪失败时，根据从所述关键帧数据库中筛选出的与当前帧图像相似的目标关键帧图像和当前帧图像进行重定位，获取位姿数据以恢复跟踪。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据从所述关键帧数据库中筛选出的与当前帧图像相似的目标关键帧图像和当前帧图像进行重定位，获取位姿数据以恢复跟踪，包括：获取所述目标关键帧图像的第一数量和每目标关键帧图像与当前帧图像匹配的特征点的第二数量；在所述第一数量和所述第二数量满足设定条件时，利用所述目标关键帧和匹配上的特征点确定位姿数据，并将当前帧图像作为关键帧数据存储至所述关键帧数据库中；在所述第一数量和所述第二数量不满足设定条件时，利用导航系统的惯性测量单元IMU测量的IMU数据进行重定位，获取位姿数据以恢复跟踪。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述从所述关键帧数据库中与当前帧图像相似的目标关键帧图像，包括：获取当前帧的词袋字典，并从所述关键帧数据库中获取与当前帧图像具有设定数量的共享的词特征的候选关键帧图像；根据所述候选关键帧图像与当前帧图像之间的相似度，和/或所述候选关键帧图像与当前帧图像之间特征点的描述字数量，和/或所述候选关键帧图像与当前帧图像之间特征点的数量，和/或所述候选关键帧图像的数量，确定所述目标关键帧。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用视觉导航系统的惯性测量单元IMU测量的IMU数据进行重定位，获取位姿数据以恢复跟踪，包括：获取当前时刻的IMU数据，所述IMU数据包括加速度数据和角速度数据，并根据上一时刻确定的姿态信息、速度信息、位置信息，以及所述角速度数据、加速度数据和当前时刻与上一时刻之间的时间差，确定当前时刻的姿态信息、速度信息和位置信息为当前时刻的位姿数据；在当前帧图像的特征点数量大于第一阈值时，将当前帧图像存储至所述关键帧数据库中。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将当前帧图像数据存储至关键帧数据库中，包括：在当前帧图像的特征点数量大于第二阈值时，和/或当前帧图像距离上一个关键帧图像的时间大于设定时间阈值时，和/或当前帧图像与上一个关键帧图像之间相匹配的关键...

【专利技术属性】
技术研发人员：付寅飞，吴涛，
申请(专利权)人：青岛小鸟看看科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37