1.基于逆向索引关键帧选取策略的闭环检测方法,其特征在于:包括下列步骤:步骤一、采集当前位置的图像信息,处理后从中提取相应图像特征并求解相机位姿;
步骤二、移动过程中获取连续的图像帧作为连续帧图像,对连续帧图像进行索引,并在关键帧选取策略中引入了逆向索引关键帧选取策略补充机器人弯道运动时常规顺向索引可能遗漏的关键帧;
步骤三、依据关键帧携带的图像特征进行闭环检测并修正累计误差。
2.根据权利要求1所述的基于逆向索引关键帧选取策略的闭环检测方法,其特征在于:所述关键帧选取策略包括:进行索引时,采用的索引方式包括索引次序与图像采集次序相同的顺向索引和索引次序与图像采集次序相反的逆向索引,顺向索引以最新的关键帧为起点进行顺向索引直至选取下一个关键帧或索引到连续帧图像的最后一帧,当新的关键帧是依据顺向索引角度阈值确定的时,启动关键帧逆向索引策略,以新的关键帧作为当前关键帧为起点进行逆向索引直至检索到上一关键帧,顺向索引过程中依据当前连续帧图像到所述当前关键帧之间的位移变化量或顺向旋转变化量是否达到相应阈值判断该连续帧图像是否能被选取为关键帧;逆向索引过程中,估计当前关键帧与介于当前关键帧与上一关键帧之间所有的普通帧之间的逆向旋转变化量,依据逆向旋转变化量是否大于逆向角度阈值,判断该普通帧是否为遗漏的关键帧,能否被补充到关键帧库。
3.根据权利要求2所述的基于逆向索引关键帧选取策略的闭环检测方法,其特征在于:所述关键帧选取策略的数学表达式为:
kfj={fi|([Δpji>τ]∪[Δθji>γ1]∪[Δθci>γ2])},其中kfj表示关键帧,当满足关键帧选取策略时新插入一个关键帧kfj,j=j+1,当新插入的关键帧kfj满足Δθji>γ1时,设定该关键帧kfj为逆向索引的起点即当前关键帧kfc,c为当前帧的标记,当逆向检索补充关键帧时,设定该新的关键帧为继续逆向索引的新起点,但不重设当前关键帧kfc,fi表示连续帧图像,顺向检索时,Δpji为当前第i个连续帧图像fi到前一个关键帧kfj(即第j个关键帧)的位移变化量,Δθji为当前第i个连续帧图像fi到前一个关键帧kfj(即第j个关键帧)的顺向旋转变化量;当依照策略进行逆向索引时,计算kfc与kfc‑1之间的普通帧fic‑r,(ic‑1<ic‑r<ic)与kfc之间的旋转变化量Δθci,此时i=ic‑r;Δθci为逆向索引时介于当前关键帧kfc与kfc‑1上一关键帧之间的第i个连续帧图像到当前关键帧kfc的逆向旋转变化量,τ表示位移阈值,γ1表示顺向角度阈值,τ、γ1是顺向索引选取关键帧的主要依据,γ2表示逆向角度阈值,是逆向索引选取关键帧的依据。
4.根据权利要求1‑3中任一所述的基于逆向索引关键帧选取策略的闭环检测方法,其特征在于:所述步骤一中提供一种基于信息熵引导的位姿跟踪决策,该跟踪决策优先提取图像中的点特征,并通过信息熵HX计算优先提取的点特征含有的信息量,当信息熵HX低于设定阈值ξ,选择调用图像中的线特征辅助位姿估计,否则仅仅通过点特征进行位姿估计。
5.根据权利要求4所述的基于逆向索引关键帧选取策略的闭环检测方法,其特征在于:调用线特征辅助位姿估计方法包括下列步骤:步骤1:机器人在实验场景中探索环境,采集当前位置的图像信息,计算图像像素梯度,在形成的像素梯度场中利用区域增长算法获得线段支持域,随后对该支持域进行矩形估计,得到备选的线特征;
步骤2:依据错误报警数更新矩形线段支持域,输出符合标准的LSD线特征,得到初始的线特征集合
步骤3:将初始的线特征集合 中的线特征按长度值降序排列,并按一定要求筛选合并后更新为新的线特征集合
步骤4:将冗余的线特征剔除后,利用直线特征的外观和几何约束进行有效的直线匹配求解相机位姿。
6.根据权利要求5所述的基于逆向索引关键帧选取策略的闭环检测方法,其特征在于:所述步骤3具体包括下列子步骤:
步骤3.1:计算当前帧图像上线段长度大于长度阈值的线特征数目,将符合前述要求的线特征存入集合Nλ;
步骤3.2:当集合Nλ中的线特征数目大于δ时,保留集合 中的前δ条线特征,δ为适应于场景纹理的整体稀疏程度的阈值,删除 中其他冗余线特征,获得新的集合Nλ;
步骤3.3:若集合Nλ中的线特征数目小于δ,则通过断线拼接方法拼接被过度分割的长线特征并同步更新 和Nλ;当Nλ≥δ时停止,返回步骤3.2;否则,说明当前帧图像中场景纹理较为稀疏,此时保留初始的线特征集合 中的所有线特征并输出。
7.根据权利要求1所述的基于逆向索引关键帧选取策略的闭环检测方法,其特征在于:所述步骤三具体为:选取关键帧后利用词袋模型中的词包向量在地图中搜索与之具有相同词汇的所有关键帧,并通过计算被选取的关键帧与新的关键帧中特征的相似度判断移动轨迹是否形成闭环。
8.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于:所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1‑7中任一所述的基于逆向索引关键帧选取策略的闭环检测方法的步骤。
9.一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于:所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1‑7中任一所述的基于逆向索引关键帧选取策略的闭环检测方法的步骤。