【技术实现步骤摘要】
ORB特征匹配算法的优化方法、装置及计算机设备
[0001]本申请属于计算机视觉
，更具体地，涉及一种
ORB
特征匹配算法的优化方法
、
装置
、
计算机设备及计算机可读存储介质
。
技术介绍
[0002]近几十年来，移动机器人技术正向着自主建图
、
自主导航的智能化方向发展，不仅对许多工业生产和服务业兴起做出了巨大贡献，也在工业
、
医学
、
农业
、
建筑业甚至军事等领域中均有重要用途，是
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世纪最具潜力的应用领域之一
。
因此，移动机器人自主导航技术的研究具有重要的意义
。
[0003]移动机器人的核心技术为视觉
SLAM
图像匹配算法，在应用的工程中，移动机器人首先通过自带相机获取外界环境图像，其配置的视觉
SLAM
图像匹配算法对获取到的外部环境图像进行视觉同步定位与建图，进而构建环境地图
。
但申请人认识到，在视觉同步定位与建图过程中需要将多个外部环境图像进行特征点匹配，由于每个外部环境图像中特征点的差异，使用视觉
SLAM
图像匹配算法会造成较大的图像特征点的误匹配率，降低视觉
SLAM
图像匹配算法的定位精度
。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种
ORB
特征匹配算法的优化方法
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种
ORB
特征匹配算法的优化方法，其特征在于，包括：获取待匹配图像帧以及所述待匹配图像帧相邻的目标图像帧，基于所述待匹配图像帧和所述目标图像帧采用用于特征点提取和描述的
ORB
算法确定多个特征点对；基于所述多个特征点对计算每个特征点对对应的余弦相似度，得到多个余弦相似度，以及在所述多个余弦相似度中选取最优余弦相似度；基于所述最优余弦相似度采用汉明距离特征匹配方法将所述待匹配图像帧与所述目标图像帧进行匹配，得到多个目标特征点对；采用随机一致性采样
RANSAC
算法对所述多个目标特征点对进行误匹配消除，在所述待匹配图像帧中确定多个最优特征点
。2.
根据权利要求1所述的
ORB
特征匹配算法的优化方法，其特征在于，所述基于所述待匹配图像帧和所述目标图像帧采用用于特征点提取和描述的
ORB
算法确定多个特征点对，包括：利用所述
ORB
算法包括的
FAST
算法从所述待匹配图像帧中提取多个第一
FAST
角点，以及利用所述
FAST
算法从所述目标图像帧中提取多个第二
FAST
角点，其中，所述多个第一
FAST
角点的数量与所述多个第二
FAST
角点的数量相同；利用所述
ORB
算法包括的
BRIEF
算法计算所述多个第一
FAST
角点中每个第一
FAST
角点对应的第一
BRIEF
描述子，以及利用所述
BRIEF
算法计算所述多个第二
FAST
角点中每个第二
FAST
角点对应的第二
BRIEF
描述子；基于多个第一
BRIEF
描述子确定多个第一
ORB
特征点，以及基于多个第二
BRIEF
描述子确定多个第二
ORB
特征点；采用汉明距离特征匹配方法将所述多个第一
ORB
特征点与所述多个第二
ORB
特征点进行匹配，得到所述多个特征点对
。3.
根据权利要求2所述的
ORB
特征匹配算法的优化方法，其特征在于，所述利用所述
ORB
算法包括的
FAST
算法从所述待匹配图像帧中提取多个第一
FAST
角点，以及利用所述
FAST
算法从所述目标图像帧中提取多个第二
FAST
角点，包括：将所述待匹配图像帧划分为多个第一图像块，所述多个第一图像块中每个图像块包括多个第一像素点；设置所述多个第一像素点中每个第一像素点的亮度为第一目标亮度，以及确定第一目标阈值，计算所述第一目标阈值与所述第一目标亮度之间的和值，得到第一最高亮度，计算所述第一目标亮度与所述第一目标阈值之间的差值，得到第一最低亮度；对于每个第一像素点执行以下操作：以第一像素点为中心，选取以第一预设值为半径的圆周上的多个第一目标像素点，确定所述多个第一目标像素点中每个第一目标像素点的第一当前亮度，若确定在所述圆周上有连续的预设数量的第一目标像素点的第一当前亮度大于第一最高亮度或小于第一最低亮度时，确定所述第一像素点为第一特征点；获得所述多个第一图像块对应的多个第一特征点，采用非极大值抑制方法对所述多个第一特征点进行平衡，在所述多个第一特征点中确定多个第一目标特征点，将所述多个第一目标特征点作为所述多个第一
FAST
角点；以及，将所述目标图像帧划分为多个第二图像块，所述多个第二图像块中每个第二图像块包括多个第二像素点；
设置所述多个第二像素点中每个第二像素点的亮度为第二目标亮度，以及确定第二目标阈值，计算所述第二目标阈值与所述第二目标亮度之间的和值，得到第二最高亮度，计算所述第二目标亮度与所述第二目标阈值之间的差值，得到第二最低亮度；对于每个第二像素点执行以下操作：以第二像素点为中心，选取以第二预设值为半径的圆周上的多个第二目标像素点，确定所述多个第二目标像素点中每个第二目标像素点的第二当前亮度，若确定在所述圆周上有连续的预设数量的第二目标像素点的第二当前亮度大于第二最高亮度或小于第二最低亮度时，确定所述第二像素点为第二特征点；获得所述多个第二图像块对应的多个第二特征点，采用所述非极大值抑制方法对所述多个第二特征点进行平衡，在所述多个第二特征点中确定多个第二目标特征点，将所述多个第二目标特征点作为所述多个第二
FAST
角点
。4.
根据权利要求3所述的
ORB
特征匹配算法的优化方法，其特征在于，所述基于多个第一
BRIEF
描述子确定多个第一
ORB
特征点，以及基于多个第二
BRIEF
描述子确定多个第二
ORB
特征点，包括：对所述多个第一图像块中每个第一图像块执行以下操作：确定第一图像块的质心和几何中心，以几何中心为原点，连接所述几何中心与所述质心，得到一从所述几何中心指向所述质心的方向向量，确定第一图像块包括的至少一个第一
BRIEF
描述子对应的至少一个坐标，以所述方向向量为基准，根据所述质心和每个第一
BRIEF
描述子对应的坐标确定每个第一
BRIEF
描述子对应的方向，构建图像金字塔，基于所述图像金字塔和每个第一
BRIEF
描述子对应的方向组成每个第一
BRIEF
描述子对应的第一
ORB
特征点；基于每个第一图像块中每个第一
...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖冀，谭时顺，张家铭，郑可，成涛，徐鸿宇，程瑛颖，邹波，万树伟，于千傲，何珉，周峰，胡建明，刘寒，谢宏，苏渝，刘拧滔，雷婧颖，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：
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