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专利号: 2021110335529
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-11-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于边缘信息的RGB-D相机动态视觉里程计方法,其特征在于,包括以下步骤:S1,使用K-means聚类法,将RGB-D相机采集到的图像分为24个簇;

S2,将聚类后的边缘图与灰度图分别坐标变换到关键帧及其DT图上,分别得到光度及几何一致性残差、边缘对齐残差和补偿残差;

S3,将所述光度及几何一致性残差和边缘对齐残差进行数据融合,构建基于边缘信息的聚类残差模型;

S4,引入平均背景深度进行运动分割,基于步骤S3构建的模型引入平均背景深度构建引入平均背景深度聚类残差模型;

S5,计算步骤S2中的补偿残差;

S6,将步骤S2中的补偿残差和S5构建的残差模型与面元3D重建算法结合,得到加权聚类残差;

根据聚类残差分布的普遍特征,通过使用面元3D重建算法分离高动态簇和静态簇,伪代码如下:算法中,

式中,x

通过面元3D算法构建场景分割模型,残差高于残差平均值的簇判定为动态部分,低于阈值的簇作为静态部分或赋权部分加入到位姿估算中,具体公式如下:式中,

S7,将步骤S6得到的加权聚类残差加入优化函数中进行位姿估算,并将得到的位姿进行跟踪质量检查,更新下次迭代的变换矩阵或关键帧。

2.根据权利要求1所述基于边缘信息的RGB-D相机动态视觉里程计方法,其特征在于:所述K-means聚类法,通过计算每一个三维空间点距离簇中心点的距离,来确定该空间点属于哪一个簇。

3.根据权利要求1所述基于边缘信息的RGB-D相机动态视觉里程计方法,其特征在于:所述步骤S2包括:S21:将聚类后的当前帧F

S22:将聚类后的边缘图坐标变换到关键帧的DT图,得到基于边缘对齐的残差模型,计算边缘对齐误差。

4.根据权利要求3所述基于边缘信息的RGB-D相机动态视觉里程计方法,其特征在于:所述构建的光度及几何一致性残差模型为:式中,

所述边缘对齐残差模型具体公式如下:

式中,

5.根据权利要求1-4任一项所述基于边缘信息的RGB-D相机动态视觉里程计方法,其特征在于:步骤S3所述基于边缘信息的聚类残差模型,具体公式如下:式中,r

6.根据权利要求5所述基于边缘信息的RGB-D相机动态视觉里程计方法,其特征在于:所述DT误差在残差模型中所占权重α式中,v

7.根据权利要求6所述基于边缘信息的RGB-D相机动态视觉里程计方法,其特征在于:步骤S4所述构建引入平均背景深度聚类残差模型,具体包括:S41:定义平均背景深度公式为:

式中,

S42:根据S41构建的公式构建引入平均背景深度后的残差模型为:式中,δ

8.根据权利要求7所述基于边缘信息的RGB-D相机动态视觉里程计方法,其特征在于:步骤S5所述补偿残差S(b)分为SS(b)=S

式中,K

9.根据权利要求8所述基于边缘信息的RGB-D相机动态视觉里程计方法,其特征在于:所述步骤S7具体包括:S71:采用Cauchy M-estimator模型,通过加权聚类残差来构建非线性优化函数,用来准确的估计帧间运动,具体公式如下:式中,M表示所有深度有效的点的数量,通过最小化非线性优化函数求得最佳的帧间运动;

S72:采用边缘信息来评估跟踪质量,将跟踪过W帧的边缘投影到当前帧中,得到像素点重叠计数图,通过对相同重叠数构建直方图,来获取图像重叠情况,具体公式如下:式中H(j)表示重叠数为j的点的数量,γ