本发明专利技术公开了一种基于边缘和特征点融合的红外成像SLAM方法和装置，所述基于边缘和特征点融合的红外成像SLAM方法，包括以下步骤：提取当前帧的特征点和边缘；跟踪特征点和边缘，得到特征点和边缘的跟踪结果；融合所述跟踪结果，估计当前帧的位姿；判断是否插入新的关键帧；在插入新的关键帧情况下，对所述新的关键帧依次进行特征点局部建图、回环检测。由此，该方法通过将边缘和特征点融合，可以结合两者的优点，从图像中提取更多的有效信息，提升了红外成像SLAM的性能、鲁棒性和精度。
【技术实现步骤摘要】
基于边缘和特征点融合的红外成像SLAM方法和装置
本专利技术涉及图像处理
，尤其涉及一种基于边缘和特征点融合的红外成像SLAM方法和装置。
技术介绍
相比于可见光相机，红外相机的优点在于它可以在无光照或者雾霾等场景中工作，因而在很多场景，尤其是军事应用中具有不可替代的作用。但由于红外图像质量较差，国内外对红外成像SLAM(Simultaneouslocalizationandmapping，即时定位与地图构建)的研究起步较晚。目前大部分对红外成像SLAM的研究均使用基于特征点的方法。这主要是因为特征点的红外成像SLAM比较成熟，对相机的成像质量和标定精度要求不高。但是，由于红外图像纹理很弱，对比度低，这类方法经常难以找到足够数量的特征点匹配，从而导致跟踪失败，限制了其鲁棒性和精度。
技术实现思路
本专利技术旨在至少从一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的第一个目的在于提出一种基于边缘和特征点融合的红外成像SLAM方法，该方法通过将边缘和特征点融合，可以结合两者的优点，从图像中提取更多的有效信息，提升了红外成像SLAM的性能、鲁棒性和精度。本专利技术的第二个目的在于提出一种基于边缘和特征点融合的红外成像SLAM装置。本专利技术的第三个目的在于提出一种计算机设备。本专利技术的第四个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。为达到上述目的，本专利技术第一方面实施例提出了一种基于边缘和特征点融合的红外成像SLAM方法，包括以下步骤：提取当前帧的特征点和边缘；跟踪所述特征点和所述边缘，得到所述特征点和所述边缘的跟踪结果；融合所述跟踪结果，估计当前帧的位姿；判断是否插入新的关键帧；在插入新的关键帧情况下，对所述新的关键帧依次进行特征点局部建图、回环检测。根据本专利技术实施例的基于边缘和特征点融合的红外成像SLAM方法，先提取当前帧的特征点和边缘，并跟踪特征点和边缘，得到特征点和边缘的跟踪结果，然后，融合跟踪结果，估计当前帧的位姿，最后，判断是否插入新的关键帧，并在插入新的关键帧情况下，对新的关键帧依次进行特征点局部建图、回环检测。由此，该方法通过将边缘和特征点融合，可以结合两者的优点，从图像中提取更多的有效信息，提升了红外成像SLAM的性能、鲁棒性和精度。另外，根据本专利技术上述实施例提出的基于边缘和特征点融合的红外成像SLAM方法还可以具有如下附加的技术特征：根据本专利技术的一个实施例，所述跟踪所述特征点和所述边缘，得到所述特征点和所述边缘的跟踪结果，包括：对所述特征点进行粗跟踪；在所述特征点粗跟踪成功的情况下，对所述特征点和所述边缘进行精跟踪；对所述特征点和所述边缘进行组合定位，得到所述特征点和边缘的跟踪结果。根据本专利技术的一个实施例，所述跟踪特征点和边缘，得到特征点和边缘的跟踪结果之后，还包括：根据所述当前帧的边缘，对上一个关键帧中的边缘进行初始化或更新；对所述上一个关键帧中所有边缘进行重整化；将所述上一个关键帧中的边缘信息，传递到所述新的关键帧；对所述上一个关键帧、所述当前帧、所述新的关键帧上的边缘，进行一致性校验。根据本专利技术的一个实施例，所述提取当前帧的特征点和边缘之前，还包括：对所述当前帧进行预处理。为达到上述目的，本专利技术第二方面实施例提出了一种基于边缘和特征点融合的红外成像SLAM装置，包括：提取模块，用于提取当前帧的特征点和边缘；跟踪模块，用于跟踪所述特征点和所述边缘，得到所述特征点和所述边缘的跟踪结果；融合模块，用于融合所述跟踪结果，估计当前帧的位姿；判断模块，用于判断是否插入新的关键帧；控制模块，用于在插入新的关键帧情况下，对所述新的关键帧依次进行特征点局部建图、回环检测。根据本专利技术实施例的基于边缘和特征点融合的红外成像SLAM装置，通过提取模块提取当前帧的特征点和边缘，通过跟踪模块跟踪特征点和边缘得到特征点和边缘的跟踪结果，通过融合模块融合跟踪结果估计当前帧的位姿，通过判断模块判断是否插入新的关键帧，控制模块在插入新的关键帧情况下，对新的关键帧依次进行特征点局部建图、回环检测。由此，该装置通过将边缘和特征点融合，可以结合两者的优点，从图像中提取更多的有效信息，提升了红外成像SLAM的性能、鲁棒性和精度。另外，根据本专利技术上述实施例提出的基于边缘和特征点融合的红外成像SLAM装置还可以具有如下附加的技术特征：根据本专利技术的一个实施例，所述跟踪模块，包括：第一跟踪单元，用于对所述特征点进行粗跟踪；第二跟踪单元，用于在所述特征点粗跟踪成功的情况下，对所述特征点和所述边缘进行精跟踪；获取单元，用于对所述特征点和所述边缘进行组合定位，得到所述特征点和边缘的跟踪结果。进一步地，上述的基于边缘和特征点融合的红外成像SLAM装置，还包括：初始化模块，用于根据所述当前帧的边缘，对上一个关键帧中的边缘进行初始化或更新；重整化模块，用于对所述上一个关键帧中所有边缘进行重整化；传递模块，用于将所述上一个关键帧中的边缘信息，传递到所述新的关键帧；校验模块，用于对所述上一个关键帧、所述当前帧、所述新的关键帧上的边缘，进行一致性校验。进一步地，上述的基于边缘和特征点融合的红外成像SLAM装置，还包括：预处理模块，用于对所述当前帧进行预处理。为达到上述目的，本专利技术第三方面实施例提出了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现上述的基于边缘和特征点融合的红外成像SLAM方法。本专利技术实施例的计算机设备，通过将边缘和特征点融合，可以结合两者的优点，从图像中提取更多的有效信息，提升了红外成像SLAM的性能、鲁棒性和精度。为达到上述目的，本专利技术第四方面实施例提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的基于边缘和特征点融合的红外成像SLAM方法。本专利技术实施例的非临时性计算机可读存储介质，通过将边缘和特征点融合，可以结合两者的优点，从图像中提取更多的有效信息，提升了红外成像SLAM的性能、鲁棒性和精度。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本专利技术实施例的基于边缘和特征点融合的红外成像SLAM方法的流程图；图2是根据本专利技术一个实施例的基于边缘和特征点融合的红外成像SLAM方法的框架图；图3是根据本专利技术一个实施例的红外图像预处理与特征提取的流程图；图4是根据本专利技术一个实施例的边缘建图的流程图；图5是根据本专利技术一个实施例的边缘与特征点融合定位的流程图；图6是根据本专利技术一个实施例的边缘与特征点融合定位的逻辑关系图；图7是根据本专利技术一个实施例的边缘与特征点融合的红外成像SLAM方法的原理示意图；以及图8是根据本专利技术实施例的基于边缘和特征点融合的红外成像SLAM装本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于边缘和特征点融合的红外成像SLAM方法，其特征在于，包括以下步骤：/n提取当前帧的特征点和边缘；/n跟踪所述特征点和所述边缘，得到所述特征点和所述边缘的跟踪结果；/n融合所述跟踪结果，估计当前帧的位姿；/n判断是否插入新的关键帧；/n在插入新的关键帧情况下，对所述新的关键帧依次进行特征点局部建图、回环检测。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于边缘和特征点融合的红外成像SLAM方法，其特征在于，包括以下步骤：
提取当前帧的特征点和边缘；
跟踪所述特征点和所述边缘，得到所述特征点和所述边缘的跟踪结果；
融合所述跟踪结果，估计当前帧的位姿；
判断是否插入新的关键帧；
在插入新的关键帧情况下，对所述新的关键帧依次进行特征点局部建图、回环检测。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述跟踪所述特征点和所述边缘，得到所述特征点和所述边缘的跟踪结果，包括：
对所述特征点进行粗跟踪；
在所述特征点粗跟踪成功的情况下，对所述特征点和所述边缘进行精跟踪；
对所述特征点和所述边缘进行组合定位，得到所述特征点和边缘的跟踪结果。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述跟踪所述特征点和所述边缘，得到所述特征点和所述边缘的跟踪结果之后，还包括：
根据所述当前帧的边缘，对上一个关键帧中的边缘进行初始化或更新；
对所述上一个关键帧中所有边缘进行重整化；
将所述上一个关键帧中的边缘信息，传递到所述新的关键帧；
对所述上一个关键帧、所述当前帧、所述新的关键帧上的边缘，进行一致性校验。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取当前帧的特征点和边缘之前，还包括：
对所述当前帧进行预处理。
5.一种基于边缘和特征点融合的红外成像SLAM装置，其特征在于，包括：
提取模块，用于提取当前帧的特征点和边缘；
跟踪模块，用于所述跟踪特征点和所述边缘，得到所述特征点和所述边缘的跟踪结果；
融...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈骁，干哲，范梅梅，何其芳，王勇，
申请(专利权)人：中国人民解放军九三一一四部队，
类型：发明
国别省市：北京;11
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