视觉SLAM方法、电子设备、存储介质及产品技术

本发明专利技术涉及机器人技术领域，提供一种视觉SLAM方法、电子设备、存储介质及产品，所述方法包括：获取多种类型的SLAM特征，所述SLAM特征的类型包括点特征、线特征、面特征和曼哈顿世界特征中的至少两种类型；基于统一表达方式分别对每一种类型的所述SLAM特征进行统一表达；基于统一表达后的不同类型的所述SLAM特征进行视觉SLAM，得到视觉SLAM结果数据。本发明专利技术实施例提供的视觉SLAM方法，不同类型的视觉SLAM特征均进行统一表达，有利于提高不同类型的视觉SLAM特征的表达统一性，在进行多视觉SLAM特征的视觉SLAM时，有助于提高视觉SLAM系统的鲁棒性和精度。棒性和精度。棒性和精度。

【技术实现步骤摘要】
视觉SLAM方法、电子设备、存储介质及产品


[0001]本专利技术涉及机器人
，尤其涉及一种视觉SLAM方法、电子设备、存储介质及产品。

技术介绍

[0002]同步定位与建图(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)是机器人实现自主定位、导航规划及任务执行的关键技术。视觉SLAM主要分为基于灰度的直接法和基于特征的间接法两类。基于特征的视觉SLAM方法利用到的特征包括点特征、线特征、面特征以及曼哈顿世界特征等，但是目前的视觉SLAM方法通常只使用其中一种特征，容易导致系统鲁棒不足，比如在低纹理场景下，基于点特征的视觉SLAM就无法正常工作，而且在仅面对一个平面的场景下，基于面特征的视觉SLAM常常会因为约束条件过少而定位丢失；某些使用多种特征的视觉SLAM方法，由于不同特征的表达方式不一致，优化复杂，且无法利用特征间的约束关系，从而导致视觉SLAM精度不高。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
[0004]为此，本专利技术提出一种视觉SLAM方法，获取SLAM系统对应的多种类型的SLAM特征，基于统一表达方式分别对每一种类型的所述SLAM特征进行统一表达，使每一个视觉SLAM特征都具有其对应的表达式，即使是不同类型的视觉SLAM特征，有利于提高不同类型的视觉SLAM特征的表达统一性，能够更加精确地表达出每个视觉SLAM特征的位姿，在进行视觉SLAM时，可以根据统一表达后的多种视觉SLAM特征进行基于多视觉SLAM特征的视觉SLAM，有助于提高视觉SLAM系统的鲁棒性和精度。
[0005]本专利技术还提出一种视觉SLAM装置。
[0006]本专利技术还提出一种电子设备。
[0007]本专利技术还提出一种非暂态计算机可读存储介质。
[0008]本专利技术还提出一种计算机程序产品。
[0009]根据本专利技术第一方面实施例的视觉SLAM方法，包括：
[0010]获取多种类型的SLAM特征，所述SLAM特征的类型包括点特征、线特征、面特征和曼哈顿世界特征中的至少两种类型；
[0011]基于统一表达方式分别对每一种类型的所述SLAM特征进行统一表达；
[0012]基于统一表达后的不同类型的所述SLAM特征进行视觉SLAM，得到视觉SLAM结果数据。
[0013]根据本专利技术实施例的一种视觉SLAM方法，通过对点特征、线特征、面特征和曼哈顿世界特征等多种类型的SLAM特征进行统一表达，使每一个视觉SLAM特征都具有其对应的统一表达，即使是不同类型的视觉SLAM特征，都能通过统一表达式进行表达，有利于提高不同类型的视觉SLAM特征的表达统一性，能够更加精确地表达出每个视觉SLAM特征的位姿，在
进行视觉SLAM时，可以根据统一表达后的多种视觉SLAM特征进行基于多视觉SLAM特征的视觉SLAM，有助于提高视觉SLAM系统的鲁棒性和精度。
[0014]根据本专利技术的一个实施例，所述基于统一表达方式分别对每一种类型的所述SLAM特征进行统一表达，包括：
[0015]基于子坐标的统一表达方式分别对每一种类型的所述SLAM特征进行统一表达得到统一表达式，所述统一表达式中包括每一种类型的所述SLAM特征对应的子坐标系原点、子坐标系方向向量、子坐标系法向量和子坐标系正交向量。
[0016]根据本专利技术实施例的一种视觉SLAM方法，通过得到每一个视觉SLAM特征的子坐标系原点、子坐标系方向向量、子坐标系法向量和子坐标系正交向量，使每一个视觉SLAM特征都具有其对应的表达式，即使是不同类型的视觉SLAM特征，都通过具有子坐标系原点、子坐标系方向向量、子坐标系法向量和子坐标系正交向量四个参数的表达式进行表达，有利于提高不同类型的视觉SLAM特征的表达统一性，能够更加精确地表达出每个视觉SLAM特征的位姿。
[0017]根据本专利技术的一个实施例，所述基于统一表达方式分别对每一种类型的所述SLAM特征进行统一表达，包括：
[0018]当所述视觉SLAM特征为点特征时，所述基于统一表达方式分别对每一种类型的所述SLAM特征进行统一表达，包括：
[0019]将所述点特征的三维坐标，作为所述点特征的子坐标系原点；
[0020]将SLAM系统的参考坐标系与所述点特征的三维坐标的连线方向，作为所述点特征的子坐标系方向向量；
[0021]将所述点特征的坐标系方向向量与参考坐标系的Z轴所构成平面的法向量，作为所述点特征的子坐标系法向量；
[0022]将所述点特征的子坐标系方向向量与所述点特征的子坐标系法向量的乘积，作为所述点特征的子坐标系正交向量；
[0023]结合所述点特征的子坐标系原点、子坐标系方向向量、子坐标系法向量和子坐标系正交向量，对所述点特征进行统一表达。
[0024]根据本专利技术实施例的一种视觉SLAM方法，对于点特征，将点特征的三维坐标作为点特征的子坐标系原点，将SLAM系统的参考坐标系与点特征的三维坐标的连线方向作为点特征的子坐标系方向向量，将点特征的坐标系方向向量与参考坐标系的Z轴所构成平面的法向量作为点特征的子坐标系法向量，将点特征的子坐标系方向向量与点特征的子坐标系法向量的乘积，作为点特征的子坐标系正交向量，再结合点特征的子坐标系原点、子坐标系方向向量、子坐标系法向量和子坐标系正交向量，形成点特征的表达式，能够更加精确地表达点特征在参考坐标系中的位姿，有助于提高后续进行视觉SLAM的精度。
[0025]当所述视觉SLAM特征为线特征时，所述基于统一表达方式分别对每一种类型的所述SLAM特征进行统一表达，包括：
[0026]将SLAM系统的参考坐标系的原点到所述线特征的垂足，作为所述线特征的子坐标系原点；
[0027]将所述线特征的方向向量，作为所述线特征的子坐标系方向向量；
[0028]将所述线特征的子坐标系方向向量与参考坐标系的Z轴所构成平面的法向量，作
为所述线特征的子坐标系法向量；
[0029]将所述线特征的子坐标系方向向量与所述线特征的子坐标系法向量的乘积，作为所述线特征的子坐标系正交向量；
[0030]结合所述线特征的子坐标系原点、子坐标系方向向量、子坐标系法向量和子坐标系正交向量，对所述线特征进行统一表达。
[0031]根据本专利技术实施例的一种视觉SLAM方法，对于线特征，将SLAM系统的参考坐标系的原点到线特征的垂足作为线特征的子坐标系原点，将线特征的方向向量，作为线特征的子坐标系方向向量，将线特征的子坐标系方向向量与参考坐标系的Z轴所构成平面的法向量作为线特征的子坐标系法向量，将线特征的子坐标系方向向量与线特征的子坐标系法向量的乘积作为线特征的子坐标系正交向量，再结合线特征的子坐标系原点、子坐标系方向向量、子坐标系法向量和子坐标系正交向量，形成线特征的表达式，能够更加精确地表达线特征在参考坐标系中的位姿，有助于提高后续进行视觉SLAM的精度。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种视觉SLAM方法，其特征在于，包括：获取多种类型的SLAM特征，所述SLAM特征的类型包括点特征、线特征、面特征和曼哈顿世界特征中的至少两种类型；基于统一表达方式分别对每一种类型的所述SLAM特征进行统一表达；基于统一表达后的不同类型的所述SLAM特征进行视觉SLAM，得到视觉SLAM结果数据。2.根据权利要求1所述的视觉SLAM方法，其特征在于，所述基于统一表达方式分别对每一种类型的所述SLAM特征进行统一表达，包括：基于子坐标的统一表达方式分别对每一种类型的所述SLAM特征进行统一表达得到统一表达式，所述统一表达式中包括每一种类型的所述SLAM特征对应的子坐标系原点、子坐标系方向向量、子坐标系法向量和子坐标系正交向量。3.根据权利要求2所述的视觉SLAM方法，其特征在于，所述基于统一表达方式分别对每一种类型的所述SLAM特征进行统一表达，包括：当所述视觉SLAM特征为点特征时，所述基于统一表达方式分别对每一种类型的所述SLAM特征进行统一表达，包括：将所述点特征的三维坐标，作为所述点特征的子坐标系原点；将SLAM系统的参考坐标系与所述点特征的三维坐标的连线方向，作为所述点特征的子坐标系方向向量；将所述点特征的坐标系方向向量与参考坐标系的Z轴所构成平面的法向量，作为所述点特征的子坐标系法向量；将所述点特征的子坐标系方向向量与所述点特征的子坐标系法向量的乘积，作为所述点特征的子坐标系正交向量；结合所述点特征的子坐标系原点、子坐标系方向向量、子坐标系法向量和子坐标系正交向量，对所述点特征进行统一表达；当所述视觉SLAM特征为线特征时，所述基于统一表达方式分别对每一种类型的所述SLAM特征进行统一表达，包括：将SLAM系统的参考坐标系的原点到所述线特征的垂足，作为所述线特征的子坐标系原点；将所述线特征的方向向量，作为所述线特征的子坐标系方向向量；将所述线特征的子坐标系方向向量与参考坐标系的Z轴所构成平面的法向量，作为所述线特征的子坐标系法向量；将所述线特征的子坐标系方向向量与所述线特征的子坐标系法向量的乘积，作为所述线特征的子坐标系正交向量；结合所述线特征的子坐标系原点、子坐标系方向向量、子坐标系法向量和子坐标系正交向量，对所述线特征进行统一表达；当所述视觉SLAM特征为面特征时，所述基于统一表达方式分别对每一种类型的所述SLAM特征进行统一表达，包括：将SLAM系统的参考坐标系的原点到所述面特征的垂足，作为所述面特征的子坐标系原点；将参考坐标系的Z轴在所述面特征上的投影方向，作为所述面特征的子坐标系方向向
量；将所述面特征的法向量，作为所述面特征的子坐标系法向量；将所述面特征的子坐标系方向向量与所述面特征的子坐标系法向量的乘积，作为所述面特征的子坐标系正交向量；结合所述面特征的子坐标系原点、子坐标系方向向量、子坐标系法向量和子坐标系正交向量，对所述面特征进行统一表达；当所述视觉SLAM特征为曼哈顿世界特征时，所述基于统一表达方式分别对每一种类型的所述SLAM特征进行统一表达，包括：将所述曼哈顿世界特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：李智强，刘冬，林澍，奉飞飞，
申请(专利权)人：美的集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：