基于微分流形的回环检测方法技术

本发明专利技术提供了一种基于微分流形的回环检测方法，包括如下步骤：通过输入的数据集获取关键帧图像所对应的相机位姿；获取相机位姿所对应的相机位姿节点，将所述相机位姿节点和邻域内位姿节点引入到Frenet框架；在Frenet框架下，建立所述相机位姿节点的流形切空间，在流形切空间中寻求最优的机器人朝向；根据所述邻域内位姿节点信息，依次计算由若干个所述相机位姿节点所构成曲线的曲率和挠率，利用所述相机位姿节点的曲线插值和拟合方法对机器人运动轨迹进行逼近，结合最优的机器人朝向求取机器人运动轨迹的平滑曲线。本发明专利技术能够有效保证机器人运动轨迹的光滑性，降低整个系统的累积误差。误差。误差。

【技术实现步骤摘要】
基于微分流形的回环检测方法


[0001]本专利技术涉及视觉实时定位与地图构建领域，具体地，涉及基于微分流形的回环检测方法。

技术介绍

[0002]视觉实时定位与地图构建(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)是实现自主移动机器人的关键技术，广泛应用于服务类机器人、自动驾驶等领域。回环检测是SLAM系统的重要模块，机器人在长时间运行时由于邻近帧的误差会不断累积，会导致轨迹出现漂移从而无法构建全局一致的地图，增加这一模块可以有效降低系统的累积误差。
[0003]现存的回环检测方法大都是采用基于外观的方法，主要是视觉词袋模型(Bag of Words)及其改进方法，其基本思想是把图像局部特征点的描述子转换成单词，然后由这些单词组成字典，最后对整张图像的单词统计词袋向量，词袋向量间的距离即表示了图像之间的差异性。此方法虽有效的检测到回环的发生，但却没有从根本上降低系统的累积误差。
[0004]由于机器人在实时运动时的轨迹是复杂多变的，机器人如果做的是直线或类直线运动，误差会较小，运动轨迹漂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于微分流形的回环检测方法，其特征在于，包括如下步骤：通过输入的数据集获取关键帧图像所对应的相机位姿；获取相机位姿所对应的相机位姿节点，将所述相机位姿节点和邻域内位姿节点引入到Frenet框架；在Frenet框架下，建立所述相机位姿节点的流形切空间，在流形切空间中寻求最优的机器人朝向；根据所述邻域内位姿节点信息，依次计算由若干个所述相机位姿节点所构成曲线的曲率和挠率，利用所述相机位姿节点的曲线插值和拟合方法对机器人运动轨迹进行逼近，结合最优的机器人朝向求取机器人运动轨迹的平滑曲线。2.根据权利要求1所述的基于微分流形的回环检测方法，其特征在于，所述通过输入的数据集获取关键帧图像所对应的相机位姿进一步包括：输入数据集，其中，数据集包括相机在采样样本空间得到的图像数据，并构建对应的图像特征描述符；基于图像特征描述符并利用图像匹配算法获取关键帧图像所对应的相机位姿。3.根据权利要求2所述的基于微分流形的回环检测方法，其特征在于，构建对应的所述图像特征描述符是利用四叉树算法获取图像的特征点来实现的。4.根据权利要求1所述的基于微分流形的回环检测方法，其特征在于，建立的所述流形切空间的表达式为：其中，γ是曲面M上一条过相机位姿节点的光滑曲线，即γ∈C
∞
(R1，M)，γ(0)＝p，T
p
M为M在p点的切平面，为M在p点的切向量。5.根据权利要求1所述的基于微分流...

【专利技术属性】
技术研发人员：董天祯，薛彬，
申请(专利权)人：上海应用技术大学，
类型：发明
国别省市：