您所在的位置: 成果库 一种点线和线结构特征融合的视觉同步定位与建图方法

一种点线和线结构特征融合的视觉同步定位与建图方法

成果类型：: 发明专利

发布时间: 2026-04-20 10:41:25

科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 徐景新 | 2026-04-20 10:41:26
成果简介 技术亮点 应用前景 团队概括 产生的效益 转化方式

本发明公开了一种点线和线结构特征融合的视觉同步定位与建图方法，包括三个线程：追踪线程、局部建图线程、回环线程；所述追踪线程包括提取特征点、提取特征线、融合线段等；所述局部建图线程包括关键帧插入、特征点和特征线处理、提取线结构、局部光束平差法及局部关键帧处理；线结构是空间两条相交线的线段组。本发明以空间两条相交的线段组为线结构，线结构与传统点、特征线信息相融合，提高了SLAM在复杂场景的精度和鲁棒性。

该方法的技術核心在于“点线特征联合提取-线结构约束建模-紧耦合优化”三层架构。首先采用改进的LSD线段检测与ORB点特征提取算法，通过线段描述子与空间几何验证剔除重复与不稳定线特征。其次，基于线段曼哈顿世界假设与消失点估计，构建线结构之间的正交与平行约束，形成结构规则约束图。最后，在滑动窗口优化中构建包含点重投影误差、线重投影误差及线结构约束的联合代价函数，利用图优化框架同时优化相机位姿、三维点及三维线端点坐标。该方法在光照突变、动态物体遮挡场景中仍能保持稳定跟踪。

该方法可广泛应用于室内服务机器人、增强现实、自动驾驶及工业巡检等领域。特别适用于低纹理场景如白色走廊、仓库货架区，以及重复纹理场景如地板砖、栅栏围墙。随着机器人向复杂人居与工业环境拓展，对高鲁棒性视觉SLAM技术的需求日益迫切。该方法还可拓展至手持移动设备室内导航、地下矿井无人机定位及历史建筑数字化建模等场景，具备广阔的应用前景。

华东交通大学位于江西省南昌市，是一所以交通为特色、轨道为核心、多学科协调发展的教学研究型大学。学校成立于1971年，原隶属铁道部，现为江西省人民政府与国家铁路局、国家铁路集团共建高校。学校涵盖工、经、管、文、理、法、教育、艺术等学科门类，拥有博士后科研流动站、博士学位授予权。学校立足“交通特色、轨道核心”的办学定位，致力于培养高素质应用型人才，在轨道交通基础设施运维、智能交通、载运工具运用工程等领域形成鲜明特色和优势。

本成果产生的效益显著。技术效益上，突破了纯点特征SLAM在退化环境中的性能瓶颈，为机器人自主导航提供了更可靠的环境感知基础。应用效益上，显著降低了定位丢失率，提升服务机器人在家庭、商超等场景的任务完成率；在AR应用中，确保虚拟物体的长时间稳定锚定，增强用户体验。经济效益上，为机器人及AR产品开发商提供了差异化算法方案，降低了对高成本激光雷达或差分GPS的依赖，单机硬件成本可降低30%以上。产业层面，增强了我国在同步定位与建图核心算法领域的自主创新能力，助力智能机器人及混合现实产业发展。

技术转让，许可，合作所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地，希望具备此项技术研发的技术方，能够尽快承接此项目。