(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211024887.9 (22)申请日 2022.08.25 (71)申请人 江苏清微智能科技有限公司 地址 211135 江苏省南京市江宁区麒 麟科 技创新园创研路266号人工智能产业 园8号楼3层 (72)发明人 周凯　李可润　欧阳鹏　王博　 (74)专利代理 机构 北京索睿邦知识产权代理有 限公司 1 1679 专利代理师 朱玲 (51)Int.Cl. G06T 7/73(2017.01) G06T 7/269(2017.01) G06T 7/246(2017.01) G06T 7/77(2017.01)G06F 17/16(2006.01) (54)发明名称 一种单目初始化方法及系统 (57)摘要 本发明的提供了一种单目初始化方法， 其包 括： 得到具有视差变化差异的三帧图像。 通过三 帧图像得到三焦点张量。 根据三焦点张量得到三 帧图像中第一帧和第二帧的第一位姿变换矩阵、 第一帧和第三帧的第二位姿变换矩阵。 根据所述 第一位姿变换矩 阵和所述第二位姿变换矩 阵得 到初始化结果的图像帧位姿和地图坐标。 本发明 的单目初始化方法通过三视图完成单目SLAM的 初始化， 可较好地避免传统二视图方法可能引入 错误地图点的问题， 使初始化的结果更加可靠。 同时本发明还提供了一种单目初始化系统。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 115526931 A 2022.12.27 CN 115526931 A 1.一种单目初始化方法， 其特 征在于， 包括： 得到具有视 差变化差异的三帧图像； 通过 所述三帧图像得到三焦点张量； 根据所述三焦点张量得到三帧图像中第 一帧和第 二帧的第 一位姿变换矩阵、 第 一帧和 第三帧的第二位姿变换矩阵； 根据所述第一位姿变换矩阵和所述第二位姿变换矩阵得到初 始化结果的图像帧位姿和地图坐标。 2.根据权利要求1所述单目初始化方法， 其特征在于， 得到具有视差变化差异的三帧图 像包括： 使相机从一个初始位置开始运动， 在相机运动过程中任采集一帧图像作为所述三帧图 像中的第一帧图像， 提取 所述第一帧图像中的角点； 使用LK光流法跟踪所述第 一帧图像中的角点在后续图像 中的位置， 得到多幅跟踪结果 图像； 根据设定的筛 选条件从所述多幅跟踪结果图像中筛 选出第二帧和第三帧图像； 若无法根据筛选条件从所述多幅跟踪结果图像中筛选出第 二帧和第 三帧图像， 则通过 所述相机 重新采集所述第一帧图像。 3.根据权利要求2所述单目初始化方法， 其特征在于， 所述设定的筛选条件包括： 筛选 条件为： 在第一帧图像到第二帧图像的跟踪中和第二帧图像到第三帧图像的跟踪中， 有设 定占比以上 的角点跟踪成功， 且所有跟踪成功的角点位移的均值大于设定偏移量； 所有跟 踪成功的角点在两次跟踪中位移方向矢量的夹角的平均值大于设定角度。 4.根据权利要求3所述单目初始化方法， 其特征在于， 所述设定角度为5 °； 即 其中N是两次跟踪成功的角点的个数， θi是第i个角点在两次跟踪中位移方向矢量的夹角。 5.根据权利要求2所述单目初始化方法， 其特征在于， 所述通过所述三帧图像得到三焦 点张量包括： 第一帧图像， 第二帧图像和第 三帧图像中每一个跟踪成功角点的坐标构 成了跨三张图 像的一组对应点， 所有跟踪成功的角点构成了多组对应点； 通过RANSAC随机采样一致性方 法和多组对应点估计鲁棒的三焦点张量， 并记录多组对应点中满足内点条件的多组内点。 6.根据权利要求1所述单目初始化方法， 其特征在于， 根据 所述三焦点张量得到三帧图 像中第一帧和第二帧的第一 位姿变换矩阵、 第一帧和第三帧的第二 位姿变换矩阵还 包括： 利用三焦点张量恢 复出第一帧图像和第 二帧图像之间的第 一基础矩阵， 以及第 一帧图 像和第三帧图像之间的第二基础矩阵。 然后基于已知的相 机内参矩阵， 从第一基础矩阵中 提取出第一帧和 第二帧的第一位姿变换矩阵； 从第二基础矩阵中提取出第一帧和 第三帧的 第二位姿变换矩阵。 7.根据权利要求5所述单目初始化方法， 其特征在于， 根据 所述第一位姿变换矩阵和所 述第二位姿变换矩阵得到初始化结果的图像帧位姿和地图坐标包括： 将所述第一帧的相机坐标系设定为 参考坐标系； 给第一位姿变换矩阵指定一个设定尺度， 得到第二帧图像的位姿信息， 通过第一帧图 像和第二帧图像的位姿信息对所述多组内点进行三角化， 获取初始地图坐标； 给第二位姿变换矩阵指定多个尺度， 利用第 二位姿变换矩阵将三角化后的地图点向第 三帧图像上投影， 寻找使投影误差最小的尺度作为第二位姿变换矩阵的尺度， 以保持尺度 的一致性。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115526931 A 28.根据权利要求1所述的单目初始化方法， 其特 征在于， 还 包括： 以多组内点在三帧图像上的重投影误差作为最小化的误差项， 以三帧图像的位姿信 息 和多组内点的三维坐标作为初始值， 进行全局光束平差法优化； 根据光束平差法优化的结果作为初始化结果的图像帧位姿和地图坐标。 9.一种单目初始化系统， 其特 征在于， 包括： 三帧图像获取 单元， 其配置为得到具有视 差变化差异的三帧图像； 张量获取 单元， 其配置为 通过所述三帧图像得到三焦点张量； 初始化单元， 其配置为根据 所述三焦点张量得到三帧图像中第 一帧和第 二帧的第 一位 姿变换矩阵、 第一帧和第三帧的第二位姿变换矩阵； 根据所述第一位姿变换矩阵和所述第 二位姿变换矩阵得到初始化结果的图像帧位姿和地图坐标。 10.根据权利要求9所述单目初始化系统， 其特征在于， 所述三帧图像获取单元还配置 为， 使相机从一个初始位置开始运动， 在相 机的运动过程中任采集一帧图像作为所述三帧 图像中的第一帧图像， 提取 所述第一帧图像中的角点； 使用LK光流法跟踪所述第 一帧图像中的角点在后续图像 中的位置， 得到多幅跟踪结果 图像； 根据设定的筛选条件从所述多幅跟踪结果图像中筛选出第二帧和第三帧图像； 若无 法根据筛选条件从所述多幅跟踪 结果图像中筛选出第二帧和 第三帧图像， 则通过所述相机 重新采集所述第一帧图像。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115526931 A 3