一种室内卫星平台的视觉导航方法技术

本发明专利技术公开了一种室内卫星平台的视觉导航方法，包括以下步骤：步骤1、识别信标：将信标布置在室内，通过相机的摄像头采集室内信标信息，建立信标地图；步骤2、提取图像特征点：采用改进ORB算法提取信标地图中图像特征点；步骤3、图像特征匹配：利用基于特征点矢量的图像特征匹配算法对特征进行匹配；步骤4、位姿校正，精确定位：通过室内卫星平台检测到特征点，进行位姿校正和精确定位。本发明专利技术具有计算量小且卫星平台可以较高速度运行的优点。卫星平台可以较高速度运行的优点。卫星平台可以较高速度运行的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种室内卫星平台的视觉导航方法


[0001]本专利技术属于卫星导航
，具体涉及一种室内卫星平台的视觉导航方法。

技术介绍

[0002]目前室内视觉导航大多采用在地面上贴二维码的方法，长期使用会对二维码产生破坏，需要定期更换，成本较高；而且目前广泛使用的SIFT、SURF以及ORB等算法具有计算量大的缺点，卫星平台很难以较高的速度运行等。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于避免现有技术中的不足而提供一种室内卫星平台的视觉导航方法，解决了现有的室内卫星平台在工作时计算量大、成本较高且难以较高的速度运行的问题。
[0004]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：提供一种室内卫星平台的视觉导航方法，包括以下步骤：步骤1、识别信标：将信标布置在室内，通过相机的摄像头采集室内信标信息，建立信标地图；步骤2、提取图像特征点：采用改进ORB算法提取信标地图中图像特征点，所述改进ORB算法即在ORB特征描述子中加入图像特征点的位置和速度信息，再以栅格的形式对图像进行区域划分，然后对每个栅格内的特征点进行筛选，每个栅格内至本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种室内卫星平台的视觉导航方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、识别信标：将信标布置在室内，通过相机的摄像头采集室内信标信息，建立信标地图；步骤2、提取图像特征点：采用改进ORB算法提取信标地图中图像特征点，所述改进ORB算法即在ORB特征描述子中加入图像特征点的位置和速度信息，再以栅格的形式对图像进行区域划分，然后对每个栅格内的特征点进行筛选，每个栅格内至多保留一个有效特征点，所述有效特征点为提取的图像特征点；步骤3、图像特征匹配：利用基于特征点矢量的图像特征匹配算法对步骤2提取图像特征点进行特征匹配，所述基于特征点矢量的图像特征匹配算法根据待匹配图像中ORB特征描述子的速度和位置信息缩小特征匹配的搜索范围，并用已匹配的特征点对求出特征点矢量，应用于待匹配特征点；步骤4、位姿校正，精确定位：通过室内卫星平台检测到特征点，进行位姿校正和精确定位。2.根据权利要求1所述的室内卫星平台的视觉导航方法，其特征在于，所述步骤1的具体过程如下：步骤11、将信标布置在室内，控制室内卫星平台沿预设规划路径行走，所述预设规划路径包括直线路径和直角路径，所述室内卫星平台为移动机器人；步骤12、所述移动机器人分别在直线路径和直角路两种情形下运行，并通过其上安装的相机的摄像头采集实时坐标数据，完成室内信标信息采集，建立信标地图。3.根据权利要求2所述的室内卫星平台的视觉导航方法，其特征在于，所述步骤2提取图像特征点具体包括以下过程：步骤21、ORB特征点提取：对信标地图中图像以不同尺度建立图像高斯尺度金字塔，对每一层的图像都提取FAST特征点，并为提取的FAST特征点增加方向因子；步骤 22、ORB特征点匹配：增加BRIEF特征描述子和特征点方向，以使其具有旋转不变性和尺度不变性；步骤23、基于栅格划分的特征点提取：将信标地图中图像分为N层图像高斯尺度金字塔；在N层图像高斯尺度金字塔的每一层中提取图像特征；利用栅格将全部的特征点划分为不同区间并确定每个区间的主特征；对所述每个区间的主特征的特征点进行描述。4.根据权利要求3所述的室内卫星平台的视觉导航方法，其特征在于，所述步骤3包括以下步骤：步骤S31、距离描述：利用最近邻算法计算得到最近邻特征点特征向量的欧氏距离与次近邻关键点特征向量的欧氏距离，然后计算最近邻特征点特征向量的欧氏距离与次近邻关键点特征向量的欧氏距离的比值，并将所述比值与预设阈值进行比较，若比值小于预设阈值，则认为成功匹配特征点；步骤S32、搜索策略：基于粒子群优化算法进行搜索，具体包括：步骤321、初始化粒子...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏鲁瑞，王刚，陈雪旗，杨帆，李森，卢妍，马剑，
申请(专利权)人：中国人民解放军战略支援部队航天工程大学，
类型：发明
国别省市：