1.一种基于语义分割网络的动态场景视觉SLAM优化方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:通过相机获取图像数据图像帧,包括RGB图像和深度图像;
步骤2:RGB图像通过语义分割网络去除图像中先验动态物体的影响;
步骤3:步骤2所得图像通过轻量化追踪模块估计当前帧位姿;
步骤4:通过改进的多视角几何算法滤除步骤3所得图像中非先验动态物体和先验动态物体;
步骤5:利用跟踪线程产生关键帧;
步骤6:根据关键帧的相关数据构建动态场景下的八叉树地图。
2.根据权利要求1所述的一种基于语义分割网络的动态场景视觉SLAM优化方法,其特征在于:步骤1中通过单目RGB‑D相机采集图像帧。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于语义分割网络的动态场景视觉SLAM优化方法,其特征在于:步骤2中通过LR‑ASPP语义分割网络对图像进行处理,该LR‑ASPP语义分割网络以轻量型卷积网络MobileNetV3为主干网络,RGB图像经过LR‑ASPP语义分割网络处理,获得像素级的语义信息,利用该语义信息,剔除图像中先验动态物体上的特征点。
4.根据权利要求3所述的一种基于语义分割网络的动态场景视觉SLAM优化方法,其特征在于:步骤3中,剔除图像中先验动态物体上的特征点后,剩余特征点通过轻量化追踪模块获得当前帧位姿。
5.根据权利要求4所述的一种基于语义分割网络的动态场景视觉SLAM优化方法,其特征在于:轻量化追踪模块只估计当前帧位姿,不参与后续建图。
6.根据权利要求5所述的一种基于语义分割网络的动态场景视觉SLAM优化方法,其特征在于:步骤4中利用改进的多视角几何法滤除非先验动态物体的具体方法为:多视角几何对于每一个输入图像帧,从距离当前最近的20个关键帧中选择与当前帧重叠度最高的5个关键帧;
检测关键帧中动态点;
当动态点被检测出来后,根据语义分割的结果,获取动态点的标签,将动态点分为两类,一类是拥有语义信息的动态点,另一类是没有语义信息的动态点;
对拥有语义信息的动态点进行语义轮廓搜索,对没有语义信息的动态点则在深度图中进行区域生长,使能充分利用语义信息,减少区域生长种子点的数量;
最后结合没有语义的动态物体掩膜和拥有语义信息的动态物体掩膜,获得完整的动态物体掩膜。
7.根据权利要求6所述的一种基于语义分割网络的动态场景视觉SLAM优化方法,其特征在于:步骤4中检测关键帧动态点的过程为:假设x是被挑选出的关键帧上的关键点,x′是x投影到当前帧坐标系下的点,x对应的三维点为X,计算x,x′,X之间角度α和投影深度lproj;当角度α大于某一阈值时,判断该关键点可能为动态点;再通过深度图计算,获得当前帧中x′关键点的深度l′,并将其与lproj比较如果差值Δl=lproj‑l′超过阈值τz即认定其为动态点。
8.根据权利要求7所述的一种基于语义分割网络的动态场景视觉SLAM优化方法,其特征在于:所述的角度阈值和投影深度阈值,取α=30°和τz=0.2m。
9.根据权利要求8所述的一种基于语义分割网络的动态场景视觉SLAM优化方法,其特征在于:步骤4中将多视角几何检测结果与LR‑ASPP的检测结果进行相互验证,得到完整的动态区域,过滤掉动态区域上的ORB特征点,再经过特征点提取模块提取掩模之外的特征点,从而达到剔除动态物体的效果。
10.根据权利要求9所述的一种基于语义分割网络的动态场景视觉SLAM优化方法,其特征在于:步骤6的具体过程为:设y∈R为概率对数值,x为节点被占据的概率,那么x和y之间的变换由logit变换描述:存储y来表达节点是否被占据,当不断观测到“占据”时,让y增加一个值,否则就让y减小一个值;
设某节点为n,观测数据为z,从开始到t时刻的某节点的概率对数值为L(n|z1:t‑1),t+1时刻为:L(n|z1:t+1)=L(n|z1:t‑1)+L(n|zt)当某个节点被反复观察到时,其y值会不断增加,当超过设定阈值时,该节点就会被占用,并将在八叉树图中可视化。