一种环境地图的处理方法、装置及设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种环境地图的处理方法、装置及设备，该方法包括：获取构图机器人的摄像设备采集的当前立体图像；对所述当前立体图像进行处理，获得所述当前立体图像的当前关键帧；在确定所述当前关键帧为有效帧时，将所述当前关键帧插入已构建的局部环境地图，得到新的局部环境地图。通过上述方式，本发明专利技术提升定位和地图创建SLAM的构图效率。位和地图创建SLAM的构图效率。位和地图创建SLAM的构图效率。

【技术实现步骤摘要】
一种环境地图的处理方法、装置及设备


[0001]本专利技术涉及地图的处理
，具体涉及一种环境地图的处理方法、装置及设备。

技术介绍

[0002]同时定位和地图创建(simultaneous localization and mapping，SLAM)是移动机器人在解决未知环境中的探索、侦查、导航等各项问题的基础和关键。通过把机器人放在未知的环境中，从一个未知位置开始移动对环境进行增量式地图创建，同时利用创建的地图进行自主定位和导航。SLAM中机器人定位依赖于环境地图，而地图创建过程也要依赖于机器人的准确定位，这是一个高度相关的过程，须同时求解。
[0003]SLAM方法的实现主要考虑4个方面：地图表示问题、信息感知问题、数据关联问题、定位与构图问题。目前SLAM定位与构图的方法中定位与构图时，地图优化的计算比较复杂。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，提出了本专利技术实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的环境地图的处理方法、装置及设备。
[0005]根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种环境地图的处理方法，所述方法包括：
[0006]获取构图机器人的摄像设备采集的当前立体图像；
[0007]对所述当前立体图像进行处理，获得所述当前立体图像的当前关键帧；
[0008]在确定所述当前关键帧为有效帧时，将所述当前关键帧插入已构建的局部环境地图，得到新的局部环境地图。
[0009]根据本专利技术实施例的另一方面，提供了一种环境地图的处理装置，所述装置包括：
[0010]获取模块，用于获取构图机器人的摄像设备获取的当前立体图像；
[0011]处理模块，用于对所述当前立体图像进行处理，获得所述当前立体图像的当前关键帧；在确定所述当前关键帧为有效帧时，将所述当前关键帧插入已构建的局部环境地图，得到新的局部环境地图。
[0012]根据本专利技术实施例的又一方面，提供了一种计算设备，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信；
[0013]所述存储器用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行上述环境地图的处理方法对应的操作。
[0014]根据本专利技术实施例的再一方面，提供了一种计算机存储介质，所述存储介质中存储有至少一可执行指令，所述可执行指令使处理器执行如上述环境地图的处理方法对应的操作。
[0015]根据本专利技术上述实施例提供的方案，环境地图的处理方法可以节约大量计算成本，提升SLAM构图的效率，由此解决了目前SLAM定位与构图的方法地图和姿态优化的计算
比较复杂的问题；取得了简化关键帧插入判别时间，节约计算成本，提升SLAM构图的效率的有益效果。
[0016]上述说明仅是本专利技术实施例技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术实施例的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术实施例的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术实施例的具体实施方式。
附图说明
[0017]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术实施例的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0018]图1示出了本专利技术实施例提供的环境地图的处理方法流程图；
[0019]图2示出了本专利技术另一实施例提供的计算运动估计熵的节点示意图；
[0020]图3示出了本专利技术实施例提供的环境地图的处理装置的结构示意图；
[0021]图4示出了本专利技术实施例提供的计算设备的结构示意图。
具体实施方式
[0022]下面将参照附图更详细地描述本专利技术的示例性实施例。虽然附图中显示了本专利技术的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本专利技术，并且能够将本专利技术的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0023]图1示出了本专利技术实施例提供的环境地图的处理方法的流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤：
[0024]步骤11，获取构图机器人的摄像设备采集的当前立体图像；
[0025]步骤12，对所述当前立体图像进行处理，获得所述当前立体图像的当前关键帧；
[0026]步骤13，在确定所述当前关键帧为有效帧时，将所述当前关键帧插入已构建的局部环境地图，得到新的局部环境地图。
[0027]本专利技术的该实施例，通过获取构图机器人的摄像设备采集的当前立体图像；对所述当前立体图像进行处理，获得所述当前立体图像的当前关键帧；在确定所述当前关键帧为有效帧时，将所述当前关键帧插入已构建的局部环境地图，得到新的局部环境地图。简化了关键帧插入环境地图的判别时间，可以节约大量计算成本，提升SLAM的构图效率。
[0028]本专利技术的一可选的实施例中，已构建的局部环境地图通过以下过程构建：
[0029]步骤111，获取已采集的立体图像的已有关键帧集合；
[0030]步骤112，获得所述已有关键帧集合中的已有关键帧的立体特征信息；
[0031]步骤113，根据所述已有关键帧的立体特征信息确定摄像设备的姿态信息；
[0032]步骤114，根据所述已有关键帧的立体特征信息和摄像设备的姿态信息，生成局部环境地图。
[0033]本专利技术的一可选的实施例中，上述步骤114具体可以包括：
[0034]步骤1141，根据所述已有关键帧的立体特征信息，获得局部环境地图的标准关键帧；
[0035]步骤1142，根据所述标准关键帧，获得局部环境地图的边界；
[0036]步骤1143，根据所述摄像设备的姿态信息，获得局部环境地图在整个地图中的位置的方向信息；
[0037]步骤1144，根据所述边界和所述方向信息，生成所述局部环境地图。
[0038]该实施例中，首先对立体图像的一组已知的关键帧集合进行处理，对关键帧集合中的帧进行3D(立体)点图与3D线段地标的检测；通过检测的结果输出图结构的生成树(即3D点图)与可见度图(3D线段标)，其中3D点图和可见度图每个节点表达一个关键帧，计算集合中图像的3D位置，输出立体特征信息，包括立体特征值以及立体特征的描述符，这里的立体特征值可以是立体坐标值。
[0039]其中，点特征可以使用ORB特征提取方法得到关键帧图像的点特征，基于二进制特征描述符可以进行快速、有效的关键点匹配；其中，ORB是Oriented Fast and Rotated Brief(定向快速旋转)的简称，可以用来对图像中的关键点快速创建特征向量,这些特征向量可以用来识别图像中的对象；
[0040]线段特征采用直线检测算法(linesegment detection，LSD)提取线段特征，具有较高的精度和重复性，利用线段本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环境地图的处理方法，其特征在于，所述方法包括：获取构图机器人的摄像设备采集的当前立体图像；对所述当前立体图像进行处理，获得所述当前立体图像的当前关键帧；在确定所述当前关键帧为有效帧时，将所述当前关键帧插入已构建的局部环境地图，得到新的局部环境地图。2.根据权利要求1所述的环境地图的处理方法，其特征在于，已构建的局部环境地图通过以下过程构建：获取已采集的立体图像的已有关键帧集合；获得所述已有关键帧集合中的已有关键帧的立体特征信息；根据所述已有关键帧的立体特征信息确定摄像设备的姿态信息；根据所述已有关键帧的立体特征信息和摄像设备的姿态信息，生成局部环境地图。3.根据权利要求2所述的环境地图的处理方法，其特征在于，根据所述已有关键帧的立体特征信息和摄像设备的姿态信息，生成局部环境地图，包括：根据所述已有关键帧的立体特征信息，获得局部环境地图的标准关键帧；根据所述标准关键帧，获得局部环境地图的边界；根据所述摄像设备的姿态信息，获得局部环境地图在整个地图中的位置的方向信息；根据所述边界和所述方向信息，生成所述局部环境地图。4.根据权利要求3所述的环境地图的处理方法，其特征在于，对所述当前立体图像进行处理，获得所述当前立体图像的当前关键帧，包括：对所述当前立体图像进行点特征提取，得到所述当前立体图像的立体点图；对所述当前立体图像进行线段特征提取，得到所述当前立体图像的可见度图；根据所述立体点图和所述可见度图，获得所述当前立体图像的当前关键帧，其中所述立体点图和所述可见度图中的每一个节点表示一个关键帧。5.根据权利要求4所述的环境地图的处理方法，其特征在于，确定所述当前关键帧为有效帧，包括：获得所述当前关键帧与所述标准关键帧之间的运动估计的协方差矩阵；根据所述协方差矩阵，获得所述当前关键帧的运动估计熵和所述标准帧的运动估计熵的比值；在所述比值小于一阈值时，确定所述当前关键帧为有效关键帧；所述阈值为一预设值；或者，所述阈值是一线段的正弦值，所述线段是将关键帧的序列作为横坐标数值点，每一关键帧与其前一帧的立体特征重合数量的序列作为纵坐标数值点进行构图，以(SF_Ni，SF_Ci)与(SF_Ni+...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄智国，
申请(专利权)人：中国移动通信集团有限公司，
类型：发明
国别省市：