CN115187510A - 回环检测方法、装置、电子设备及介质 - Google Patents

Abstract

本公开实施例涉及一种回环检测方法、装置、电子设备及介质，其中，该方法包括：获取被扫描物体的帧图像集合；帧图像集合中各个帧图像均具有多个扫描标志点，根据帧图像集合生成被扫描物体的初始框架；基于初始框架中每个初始框架点的坐标位置信息获取初始框架中每个初始框架点的候选框架点集合，识别出各个初始框架点的候选框架点集合中满足预设的回环检测条件的目标框架点，建立每个初始框架点和对应的目标框架点的链接关系，基于初始框架点和对应的目标框架点的链接关系对初始框架进行标志点全局优化处理，得到第一目标框架。采用上述技术方案，能够提高回环检测的准确性和可靠性，从而使得最终三维重建生成的模型更加精确和可靠。

Description

回环检测方法、装置、电子设备及介质

技术领域

本公开涉及扫描技术领域，尤其涉及一种回环检测方法、装置、电子设备及介质。

背景技术

目前，扫描技术不断发展，标记点是辅助图像拼接最有效的一种手段，为了解决因为累计误差导致的标志点错层问题，通常使用半径搜索来探测回环。

然而，扫描大场景(例如20平方米房间，轿车等)时，标志点会存在很大的累计误差，回环时有严重错层，使得最终三维重建生成的模型切面看起来就呈螺旋状，或者容易将不同的标志点标记为同一个标志点，从而使得最终三维重建生成的模型出现错误结果。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种回环检测方法、装置、电子设备及介质。

本公开实施例提供了一种回环检测方法，所述方法包括：

获取被扫描物体的帧图像集合；所述帧图像集合中的各个帧图像均具有多个扫描标志点，一个所述扫描标志点对应于一个所述被扫描物体的标志点；

根据所述帧图像集合，生成所述被扫描物体的初始框架；其中，所述初始框架中包括多个初始框架点，每个所述初始框架点为基于所述多个扫描标志点确定，一个初始框架点对应于多个帧图像中的某一个扫描标志点；

基于每个初始框架点的坐标位置信息，获取所述初始框架中每个初始框架点的候选框架点集合；

识别出各个初始框架点的候选框架点集合中满足预设的回环检测条件的目标框架点，并建立所述每个初始框架点和对应的所述目标框架点的链接关系；

基于初始框架点和对应的所述目标框架点的链接关系，对所述初始框架进行标志点全局优化处理，得到第一目标框架。

本公开实施例还提供了一种回环检测装置，所述装置包括：

第一获取模块，用于获取被扫描物体的帧图像集合；所述帧图像集合中的各个帧图像均具有多个扫描标志点，一个所述扫描标志点对应于一个所述被扫描物体的标志点；

生成模块，用于根据所述帧图像集合，生成所述被扫描物体的初始框架；其中，所述初始框架中包括多个初始框架点，每个所述初始框架点为基于所述多个扫描标志点确定，一个初始框架点对应于多个帧图像中的某一个扫描标志点；

第二获取模块，用于基于每个初始框架点的坐标位置信息，获取所述初始框架中每个初始框架点的候选框架点集合；

识别模块，用于识别出各个初始框架点的候选框架点集合中满足预设的回环检测条件的目标框架点；

建立链接模块，用于建立所述每个初始框架点和对应的所述目标框架点的链接关系；

处理模块，用于基于初始框架点和对应的所述目标框架点的链接关系，对所述初始框架进行标志点全局优化处理，得到第一目标框架。本公开实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现如本公开实施例提供的回环检测方法。

本公开实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行如本公开实施例提供的回环检测方法。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：本公开实施例提供的回环检测方案，获取被扫描物体的帧图像集合；帧图像集合中的各个帧图像均具有多个扫描标志点，一个扫描标志点对应于一个被扫描物体的标志点，根据帧图像集合，生成被扫描物体的初始框架；其中，初始框架中包括多个初始框架点，每个初始框架点为基于多个扫描标志点确定，一个初始框架点对应于多个帧图像中的某一个扫描标志点，基于每个初始框架点的坐标位置信息，获取初始框架中每个初始框架点的候选框架点集合，识别出各个初始框架点的候选框架点集合中满足预设的回环检测条件的目标框架点，并建立每个初始框架点和对应的目标框架点的链接关系，基于初始框架点和对应的目标框架点的链接关系，对初始框架进行标志点全局优化处理，得到第一目标框架。采用上述技术方案，能够处理任何扫描场景下的回环检测，且保证回环检测效果，提高回环检测的准确性和可靠性，进一步提高回环检测下的检测效率和效果，从而使得最终三维重建生成的模型更加精确和可靠。

附图说明

结合附图并参考以下具体实施方式，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，原件和元素不一定按照比例绘制。

图1为本公开实施例提供的一种回环检测方法的流程示意图；

图2为本公开实施例提供的另一种回环检测方法的流程示意图；

图3为本公开实施例提供的一种回环检测装置的结构示意图；

图4为本公开实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。

应当理解，本公开的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本公开的范围在此方面不受限制。

本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。

需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。

需要注意，本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。

本公开实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。

在实际应用中，扫描大场景(例如20平方米房间，轿车等)时，标志点会存在很大的累计误差，回环时有严重错层。

举例而言，扫描一个超大圆柱，理论上转一圈后可以得到一个切面是圆的模型，但是因为累计误差存在，最后得到的模型切面并不是园，起点和终点，本来应该是同一个点，变成了两个有一定距离的点，整个模型的切面看起来就呈螺旋状。

还可以理解的是，一些标志点会因为累计误差被认为是两个或两个以上标志点，原本应该是同一个点的标志点之间的距离较大，超过了现有回环检测方案的距离阈值，即存在较大的错层。

针对上述问题，本公开提出一种回环检测方法，通过获取被扫描物体的帧图像集合，帧图像集合中的各个帧图像均具有多个扫描标志点，，一个扫描标志点对应于一个被扫描物体的标志点，根据帧图像集合，生成被扫描物体的初始框架，其中，初始框架中包括多个初始框架点，每个初始框架点为基于多个扫描标志点确定，一个初始框架点对应于多个帧图像中的某一个扫描标志点，基于每个初始框架点的坐标位置信息，获取初始框架中每个初始框架点的候选框架点集合，识别出各个初始框架点的候选框架点集合中满足预设的回环检测条件的目标框架点，并建立每个初始框架点和对应的目标框架点的链接关系，基于初始框架点和对应的目标框架点的链接关系，对初始框架进行标志点全局优化处理，得到第一目标框架。

由此，能够处理任何扫描场景下的回环检测，且保证回环检测效果，提高回环检测的准确性和可靠性，以及基于本方案获取的回环检测结果进行后续三维重建生成的模型更加精确和可靠，满足各个场景的扫描需求，进一步提升用户使用体验。

具体地，图1为本公开实施例提供的一种回环检测方法的流程示意图，该方法可以由回环检测装置执行，其中该装置可以采用软件和/或硬件实现，一般可集成在电子设备中。如图1所示，该方法包括：

步骤101、获取被扫描物体的帧图像集合；帧图像集合中的各个帧图像均具有多个扫描标志点，一个扫描标志点对应于一个被扫描物体的标志点。

步骤102，根据帧图像集合，生成被扫描物体的初始框架；其中，初始框架中包括多个初始框架点，每个初始框架点为基于多个扫描标志点确定，一个初始框架点对应于多个帧图像中的某一个扫描标志点。

其中，帧图像集合指的是对扫描物体进行扫描时获取的多帧图像，其中，扫描物体根据应用场景选择设置，比如通过单目相机对轿车进行扫描获取的多帧图像，再比如通过双目相机对房间进行扫描获取的多帧图像。

其中，被扫描物体具有多个实际存在的标志点，标志点可以是粘贴在被扫描物体的贴纸，也可以是被扫描物体的本身特征。

每帧图像指的是某一时刻扫描获取的被扫描物体的帧图像，包括多个基于实际存在的标志点得到的扫描标志点和扫描获取帧图像时的相机姿态(比如相机所在的位置、朝向和向上方向)，一个扫描标志点对应于一个被扫描物体的标志点。

其中，初始框架包括多个初始框架点，每个初始框架点为基于多个扫描标志点确定，一个初始框架点对应于多个帧图像中的某一个扫描标志点。可以理解的，一个初始框架点是用于表示现实存在的被扫描物体的某个标志点，由于现实存在的被扫描物体的某个标志点，会被多个帧图像拍摄到，所以一个初始框架点对应于多个帧图像中的某一个扫描标志点。

在本公开实施例中，根据帧图像集合，生成被扫描物体的初始框架的方式有很多种。

在一种实施方式中，获取为空的参考框架，从帧图像集合中获取第一帧图像，基于第一帧图像对应的所有扫描标志点确定框架点添加到参考框架中，依次从帧图像集合获取第二帧图像，从参考框架中获取与第二帧图像对应的扫描标志点匹配的待处理框架点，基于扫描标志点特征信息判断第二帧图像对应的扫描标志点和匹配的待处理框架点是否为同一标志点。即判断两者是否表示被扫描物体的同一个标志点。

当第二帧图像对应的扫描标志点和匹配的待处理框架点为同一标志点时，则表示该待处理框架点与扫描标志点对应，需要更新待处理框架点的特征信息，即需要将第二帧图像对应的扫描标志点中法向夹角、标志点半径等特征信息也添加到该待处理框架点的特征信息中。

以及当第二帧图像对应的扫描标志点和匹配的待处理框架点不为同一标志点时，则需要新增一个框架点，基于第二帧图像对应的扫描标志点确定框架点添加到参考框架中。

对帧图像集合逐帧判断后，得到初始框架。

在另一种实施方式中，获取为空的参考框架，直接获取帧图像集合对应的所有扫描标志点，接着基于所有扫描标志点的位置坐标信息进行去重处理后确定框架点添加到参考框架中，得到初始框架。

其中，每个扫描标志点具有对应坐标位置信息，坐标位置信息指的是扫描标志点在世界坐标系下的位置坐标值，预先提取每一帧图像中各个扫描标志点的图像坐标值，基于扫描标志点的图像坐标值和相机内存矩阵进行计算，得到每一帧图像中各个扫描标志点的位置坐标信息。

具体地，通过扫描被扫描物体获取帧图像集合后，接着基于帧图像集合生成被扫描物体的初始框架。

步骤103、基于每个初始框架点的坐标位置信息，获取初始框架中每个初始框架点的候选框架点集合。

其中，初始框架点对应的坐标位置信息能够唯一标识该初始框架点的位置，在本公开实施例中，基于每个初始框架点的坐标位置信息，获取初始框架中每个初始框架点的候选框架点集合的方式有很多种，在一些实施方式中，基于每个初始框架点的坐标位置信息确定每个初始框架点的位置坐标值，基于位置坐标值和预设的半径距离，确定候选位置范围，获取候选位置范围内的框架点作为每个初始框架点的候选框架点集合。

在另一些实施方式中，基于每个初始框架点的坐标位置信息获取每个初始框架点的位置坐标值，基于每个初始框架点的位置坐标值计算两个初始框架点之间的位置距离，基于位置距离和距离阈值，确定每个初始框架点的候选框架点集合。以上两种方式仅为基于每个初始框架点的坐标位置信息，获取初始框架中每个初始框架点的候选框架点集合的示例，本公开不对基于每个初始框架点的坐标位置信息，获取初始框架中每个初始框架点的候选框架点集合的方式做具体限制。

进一步地，基于每个初始框架点的坐标位置信息，获取初始框架中每个初始框架点的候选框架点集合。

步骤104、识别出各个初始框架点的候选框架点集合中满足预设的回环检测条件的目标框架点，并建立每个初始框架点和对应的目标框架点的链接关系。

其中，预先设置回环检测条件，比如连通性特征、特征匹配等回环检测条件，具体根据应用场景选择设置。

在本公开实施例中，识别出各个初始框架点的候选框架点集合中满足预设的回环检测条件的目标框架点的方式有很多种，在一些实施方式中，判断每个初始框架点和候选框架点集合中的候选框架点是否属于同一帧图像，当每个初始框架点和候选框架点不属于同一帧图像时，判断每个初始框架点和候选框架点的特征信息是否匹配，当每个初始框架点和候选框架点的特征信息匹配时，确定候选框架点为目标框架点。

需要说明的是，确定初始框架点和候选框架点属于同一帧图像，则表示该初始框架点和候选框架点不可能为同一个标志点，可以不用进行下一步判断；或者是在初始框架点和候选框架点的特征信息不匹配的情况下，表示该初始框架点和候选框架点不为同一个标志点，不需要建立链接关系。

在另一些实施方式中，直接判断每个初始框架点和候选框架点中的候选框架点的特征信息是否匹配，在每个初始框架点和候选框架点的特征信息匹配的情况下，确定候选框架点为目标框架点。

其中，链接关系表示两个框架点可能是同一个标志点，即每个初始框架点和对应的目标框架点可能是表示被扫描物体上的同一个标志点。在本公开实施例中，链接关系可以存放在一张独立的数据表中，记录所有框架点之间的链接关系，一个链接关系记录两个框架点在初始框架中的标识(比如序号，唯一标识一个标志点)。

进一步地，识别出各个初始框架点的候选框架点集合中满足预设的回环检测条件的目标框架点，并建立每个初始框架点和对应的目标框架点的链接关系。

步骤105、基于初始框架点和对应的目标框架点的链接关系，对初始框架进行标志点全局优化处理，得到第一目标框架。

在本公开实施例中，在获取初始框架和链接关系后需要进行标志点全局优化处理，以进一步提高回环检测的精确性，基于初始框架和链接关系进行标志点全局处理，得到第一目标框架。

在本公开实施例，基于初始框架点和对应的目标框架点的链接关系，对初始框架进行标志点全局优化处理，得到第一目标框架的方式有很多种，在一些实施方式中，基于每帧图像中扫描标志点与初始框架中初始框架点的映射关系、每个初始框架点的坐标位置信息和链接关系，并以每帧图像中扫描标志点与初始框架中初始框架点的最小距离、以及初始框架中具有链接关系中的两个初始框架点之间的最小距离进行计算，得到初始框架点的更新位置坐标，基于更新位置坐标对初始框架点进行位置更新，得到第一目标框架。

在另一些实施方式中，基于预设的计算公式或者算法直接对每帧图像中扫描标志点与初始框架中初始框架点的映射关系、每个初始框架点的坐标位置信息和链接关系，以及预设的全局目标进行计算，得到第一目标框架点的更新位置坐标，最后根据第一目标框架点的更新位置坐标对初始框架点进行位置更新，得到第一目标框架。

其中，第一目标框架包括的是进行标志点全局优化处理后的框架点，即包含的各个第一目标框架点以及之间的链接关系更加精确，从而基于第一目标框架确定回环检测结果，进一步避免错层问题，提高回环检测的精确性。

综上所述，本公开实施例的回环检测方法，通过获取被扫描物体的帧图像集合；帧图像集合中的各个帧图像均具有多个扫描标志点，，一个扫描标志点对应于一个被扫描物体的标志点，根据帧图像集合，生成被扫描物体的初始框架；其中，初始框架中包括多个初始框架点，每个初始框架点为基于多个扫描标志点确定，一个初始框架点对应于多个帧图像中的某一个扫描标志点，基于每个初始框架点的坐标位置信息，获取初始框架中每个初始框架点的候选框架点集合，识别出各个初始框架点的候选框架点集合中满足预设的回环检测条件的目标框架点，并建立每个初始框架点和对应的目标框架点的链接关系，基于初始框架点和对应的目标框架点的链接关系，对初始框架进行标志点全局优化处理，得到第一目标框架。采用上述技术方案，能够处理任何扫描场景下的回环检测，且保证回环检测效果，提高回环检测的准确性和可靠性，进一步提高回环检测下的检测效率和效果。

基于上述实施例描述，如果链接关系错误，当回环检测将不同框架点标记为一个框架点时，会得到错误结果，针对上述问题，具体地，图2为本公开实施例提供的另一种回环检测方法的流程示意图，本实施例在上述实施例的基础上，进一步优化了上述回环检测方法。如图2所示，该方法包括：

步骤201、获取为空的参考框架，从帧图像集合中获取第一帧图像，基于第一帧图像对应的所有扫描标志点确定框架点添加到参考框架中，依次从帧图像集合获取第二帧图像，从参考框架中获取与第二帧图像对应的扫描标志点匹配的待处理框架点。

步骤202，基于扫描标志点特征信息判断第二帧图像对应的扫描标志点和匹配的待处理框架点是否为同一标志点。

步骤203，当第二帧图像对应的扫描标志点和匹配的待处理框架点为同一标志点时，更新待处理框架点的特征信息，以及当第二帧图像对应的扫描标志点和匹配的待处理框架点不为同一标志点时，则基于第二帧图像对应的扫描标志点确定框架点添加到参考框架中，对帧图像集合逐帧判断后，得到初始框架。

其中，初始框架中的每个初始框架点和各个帧图像的每个扫描标志点都含有特征信息，特征信息包括但不限于：标志点半径、标志点到其他标志点的连通性及其距离和方向、标志点的法向量等。

具体地，参考框架初始化为空，按顺序将帧图像集合中各个帧图像对应的扫描标志点融合进参考框架，更具体地，给定一个为空的参考框架，根据帧图像集合中第一帧图像的所有扫描标志点确定框架点添加到参考框架中，剩下的帧图像对应的扫描标志点依次通过给定半径搜索参考框架中符合条件的框架点作为待处理框架点，并通过特征信息判断扫描标志点和待处理框架点是否是同一个标志点，如果是，则更新参考框架中对应待处理框架点的特征信息(将扫描标志点的法向量通过加权平均作为待处理框架点的特征信息，半径信息不更新)；如果不是或者没有搜到符合条件的框架点，则基于该扫描标志点确定框架点新增到参考框架中，将该扫描标志点的特征信息赋予参考框架中的新增框架点，从而得到初始框架。

步骤204、基于每个初始框架点的坐标位置信息确定每个初始框架点的位置坐标值，基于位置坐标值和预设的半径距离，确定候选位置范围，获取候选位置范围内的标志点作为每个初始框架点的候选框架点集合。

步骤205、判断每个初始框架点和候选框架点集合中的候选框架点是否属于同一帧图像。

步骤206、当每个初始框架点和候选框架点不属于同一帧图像时，判断每个初始框架点和候选框架点的特征信息是否匹配。

步骤207、当每个初始框架点和候选框架点的特征信息匹配时，确定候选框架点为目标框架点。

在本公开实施例中，对于初始框架中的每一个初始框架点，以预设的半径搜索该初始框架点附近的其他初始框架点(初始框架中的)作为候选框架点。

判断初始框架点和对应的候选框架点是否连通，如果能连通，判断失败，中止判断；如果不连通，需要进一步通过特征信息判断，如果特征信息不匹配，判断失败，中止判断，如果特征信息匹配，判断通过，增加链接关系。

其中，连通性不会扩张，需要逐个判断。

具体地，当两个初始框架点所对应的扫描标志点同时出现同一帧图像，即被某一帧图像扫描到，则这两个初始框架点不可能会代表现实中存在的被扫描物体上的同一个标志点，肯定是分别代表现实中存在的被扫描物体上的某两个标志点。此时，可以称作这两个初始框架点是连通的，需要进一步通过特征信息确认。

进一步地，当两个初始框架点所对应的扫描标志点没有同时出现在同一帧图像时，则这两个初始框架点可能会代表现实中存在的被扫描物体上的同一个标志点，相当于同一个标志点分成两个框架点。此时，可以称作这两个初始框架点是不连通的。需要进一步通过特征信息确认。

例如：判断初始框架点和对应的候选框架点之间的特征信息是否匹配。

如果不匹配，判断失败，初始框架点和候补框架点不可能会同时代指现实中存在的被扫描物体上的某一个标志点。

如果匹配，判断通过，初始框架点和候补框架点可能会同时代表现实中存在的某一个标志点，此时，这两个框架点之间增加一个链接关系。

其中，特征信息匹配可以理解的是两个框架点均有法向、半径、位置以及周围连通点的法向、半径、相对位置信息，判断这些特征信息是否可以通过刚体变换而高度匹配，如果它们是相同扫描标志点确定的框架点，可以高度匹配。

其中，链接关系表示链接的两个框架点可能确定的是同一个标志点，但概率并不是100％，可能存在错误链接。后续通过链接来增加约束，正确的链接经过优化后，链接的两个框架点的距离会非常小。

步骤208、基于每帧图像中扫描标志点与初始框架中初始框架点的映射关系、每个初始框架点的坐标位置信息和链接关系，并以每帧图像中扫描标志点与初始框架中初始框架点的最小距离、以及初始框架中具有链接关系中的两个初始框架点之间的最小距离进行计算，得到初始框架点的更新位置坐标。

步骤209、基于更新位置坐标对初始框架点进行位置更新，得到第一目标框架。

具体地，基于初始框架点和对应的目标框架点的链接关系，对初始框架进行标志点全局优化处理，得到优化后的框架点信息，即第一目标框架。

具体地，给定帧图像中的每个扫描标志点到初始框架点的映射关系，和初始框架中初始框架点的初始位置，以及初始框架内部的链接关系，解一个全局能量最小问题，以获取优化后的帧图像姿态和第一目标框架点的更新位置坐标。其中，能量包括：1)帧图像、初始框架中被认为是同一个标志点的点之间的距离；2)初始框架中有链接的两个框架点之间的距离，并通过惩罚函数降低改能量的权重，防止错误链接得到错误结果。

其中，初始框架中的每一个初始框架点是被加权平均得到的，也就是说，单帧图像中的任意扫描标志点，均可以映射到初始框架中的初始框架点。

具体地，给定一系列的未知数，以及能量函数(能量函数以这些未知数为输入，得到一个能量值，能量值是一个标量)，即可得到是能量函数结果最小的输入，通过相关数学求解或者算法计算即可。其中，未知数包括了帧图像集合对应的姿态信息，初始框架中的初始框架点的位置和法向。能量函数则是输入所有单帧图像、初始框架、所有单帧图像中扫描标志点和初始框架中初始框架点的映射关系、链接关系，得到一个标量能量，这里的单帧图像可以通过改变姿态信息调整它的位置。

步骤210、获取第一目标框架中第一目标框架点对应的候选目标框架点，基于框架点特征信息确定第一目标框架点和候选目标框架点为同一个框架点。

步骤211、基于第一目标框架点和候选目标框架点确定第二目标框架点，并将为同一框架点对应的所有特征信息进行平均处理，作为第二目标框架点的特征信息，得到第二目标框架。

具体地，对于优化后的第一目标框架中的每一个第一目标框架点，以较小的半径搜索该标志点附近其他第一目标框架点，如果这些第一目标框架点中法向特征、半径特征一样的标记为同一个框架点，更新完以后，重新更新帧图像和第一目标框架之间的关系，得到第二目标框架。

步骤212，基于每帧图像中扫描标志点与第二目标框架中第二目标框架点的映射关系、每个第二目标框架点的坐标位置信息，并以每帧图像中扫描标志点与第二目标框架中第二目标框架点的最小距离进行计算，得到第二目标框架点的更新位置坐标。

步骤213，基于第二目标框架点的更新位置坐标，得到第三目标框架和每帧图像对应的参数信息。

具体地，针对更新得到的帧图像和第二目标框架(没有包括链接关系)，重新进行标志点全局优化处理，得到优化后的框架点和帧图像的姿态。

具体地，给定帧图像中的每个扫描标志点到第二目标框架点的映射关系、第二目标框架中第二目标框架点的初始位置，解一个全局能量最小问题，以获取优化后的帧图像姿态和第二目标框架点的更新位置坐标。其中，能量包括：1)帧图像、第二目标框架中被认为是同一个标志点的点之间的距离。

具体地，给定一系列的未知数，以及能量函数(能量函数以这些未知数为输入，得到一个能量值，能量值是一个标量)，即可得到是能量函数结果最小的输入，通过相关数学求解或者算法计算即可。其中，未知数包括了帧图像集合的姿态，第二目标框架中的第二目标框架点的位置和法向。能量函数则是输入所有单帧图像、第二目标框架、所有单帧图像的扫描标志点和第二目标框架中第二目标框架点的映射关系得到一个标量能量，这里的单帧图像可以通过改变姿态调整它的位置。

由此，标志点回环检测稳定可靠，标志点全局优化鲁棒性更好。

图3为本公开实施例提供的一种回环检测装置的结构示意图，该装置可由软件和/或硬件实现，一般可集成在电子设备中。如图3所示，该装置包括：

第一获取模块301，用于获取被扫描物体的帧图像集合；所述帧图像集合中的各个帧图像均具有多个扫描标志点，一个所述扫描标志点对应于一个所述被扫描物体的标志点；

生成模块302，用于根据所述帧图像集合，生成所述被扫描物体的初始框架；其中，所述初始框架中包括多个初始框架点，每个所述初始框架点为基于所述多个扫描标志点确定，一个初始框架点对应于多个帧图像中的某一个扫描标志点；

第二获取模块303，用于基于每个初始框架点的坐标位置信息，获取所述初始框架中每个初始框架点的候选框架点集合；

识别模块304，用于识别出各个初始框架点的候选框架点集合中满足预设的回环检测条件的目标框架点；

建立链接模块305，用于建立所述每个初始框架点和对应的所述目标框架点的链接关系；

处理模块306，用于基于初始框架点和对应的所述目标框架点的链接关系，对所述初始框架进行标志点全局优化处理，得到第一目标框架。

可选的，所述第一获取模块301具体还用于：

获取为空的参考框架，从所述帧图像集合中获取第一帧图像，基于所述第一帧图像对应的所有扫描标志点确定框架点添加到所述参考框架中；

依次从所述帧图像集合获取第二帧图像，从所述参考框架中获取与所述第二帧图像对应的扫描标志点匹配的待处理框架点；

基于扫描标志点特征信息判断所述第二帧图像对应的扫描标志点和匹配的所述待处理框架点是否为同一标志点；

当所述第二帧图像对应的扫描标志点和匹配的所述待处理框架点为同一标志点时，更新所述待处理框架点的特征信息，以及当所述第二帧图像对应的扫描标志点和匹配的所述待处理框架点不为同一标志点时，则基于所述第二帧图像对应的扫描标志点确定框架点添加到所述参考框架中；

对所述帧图像集合逐帧判断后，得到所述初始框架。

可选的，所述生成模块302具体还用于：

基于所述每个初始框架点的坐标位置信息确定所述每个初始框架点的位置坐标值；

基于所述位置坐标值和预设的半径距离，确定候选位置范围；

获取所述候选位置范围内的框架点作为所述每个初始框架点的候选框架点集合。

可选的，所述第二获取模块303具体还用于：

判断所述每个初始框架点和所述候选框架点集合中的候选框架点是否属于同一帧图像；

当所述每个初始框架点和所述候选框架点不属于同一帧图像时，判断所述每个初始框架点和所述每个候选框架点的特征信息是否匹配；

当所述每个初始框架点和所述候选框架点的特征信息匹配时，确定所述候选框架点为所述目标框架点。

可选的，所述处理模块306具体还用于：

基于每帧图像中扫描标志点与所述初始框架中初始框架点的映射关系、所述每个初始框架点的坐标位置信息和所述链接关系，并以所述每帧图像中扫描标志点与所述初始框架中初始框架点的最小距离、以及所述初始框架中具有所述链接关系中的两个初始框架点之间的最小距离进行计算，得到初始框架点的更新位置坐标；

基于所述更新位置坐标对所述初始框架点进行位置更新，得到所述第一目标框架。

可选的，所述装置还包括：

第三获取模块，用于获取所述第一目标框架中第一目标框架点对应的候选目标框架点；

确定模块，用于基于框架点特征信息确定所述第一目标框架点和所述候选目标框架点为同一个框架点；

确定处理模块，用于基于所述第一目标框架点和所述候选目标框架点确定第二目标框架点，并将为同一框架点对应的所有特征信息进行平均处理，作为所述第二目标框架点的特征信息，得到第二目标框架。

可选的，所述装置还包括：

计算模块，用于基于每帧图像中扫描标志点与所述第二目标框架中第二目标框架点的映射关系、所述每个第二目标框架点的坐标位置信息，并以所述每帧图像中扫描标志点与所述第二目标框架中第二目标框架点的最小距离进行计算，得到第二目标框架点的更新位置坐标；

第四获取模块，用于基于所述第二目标框架点的更新位置坐标，得到第三目标框架和每帧图像对应的参数信息。

本公开实施例所提供的回环检测装置可执行本公开任意实施例所提供的回环检测方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

本公开实施例还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时实现本公开任意实施例所提供的回环检测方法。

图4为本公开实施例提供的一种电子设备的结构示意图。下面具体参考图4，其示出了适于用来实现本公开实施例中的电子设备400的结构示意图。本公开实施例中的电子设备400可以包括但不限于诸如移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA(个人数字助理)、PAD(平板电脑)、PMP(便携式多媒体播放器)、车载终端(例如车载导航终端)等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。图4示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图4所示，电子设备400可以包括处理装置(例如中央处理器、图形处理器等)401，其可以根据存储在只读存储器(ROM)402中的程序或者从存储装置408加载到随机访问存储器(RAM)403中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 403中，还存储有电子设备400操作所需的各种程序和数据。处理装置401、ROM 402以及RAM403通过总线404彼此相连。输入/输出(I/O)接口405也连接至总线404。

通常，以下装置可以连接至I/O接口405：包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、摄像头、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置406；包括例如液晶显示器(LCD)、扬声器、振动器等的输出装置407；包括例如磁带、硬盘等的存储装置408；以及通信装置409。通信装置409可以允许电子设备400与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图4示出了具有各种装置的电子设备400，但是应理解的是，并不要求实施或具备所有示出的装置。可以替代地实施或具备更多或更少的装置。

特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在非暂态计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信装置409从网络上被下载和安装，或者从存储装置408被安装，或者从ROM 402被安装。在该计算机程序被处理装置401执行时，执行本公开实施例的回环检测方法中限定的上述功能。

需要说明的是，本公开上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中，计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、RF(射频)等等，或者上述的任意合适的组合。

在一些实施方式中，客户端、服务器可以利用诸如HTTP(Hyper Text TransferProtocol，超文本传输协议)之类的任何当前已知或未来研发的网络协议进行通信，并且可以与任意形式或介质的数字数据通信(例如，通信网络)互连。通信网络的示例包括局域网(“LAN”)，广域网(“WAN”)，网际网(例如，互联网)以及端对端网络(例如，ad hoc端对端网络)，以及任何当前已知或未来研发的网络。

上述计算机可读介质可以是上述电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。

上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时，使得该电子设备：在视频的播放过程中，接收用户的信息展示触发操作；获取所述视频关联的至少两个目标信息；在所述视频的播放页面的信息展示区域中展示所述至少两个目标信息中的第一目标信息其中，所述信息展示区域的尺寸小于所述播放页面的尺寸；接收用户的第一切换触发操作，将所述信息展示区域中展示的所述第一目标信息切换为所述至少两个目标信息中的第二目标信息。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括但不限于面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本公开实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。其中，单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。

本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、片上系统(SOC)、复杂可编程逻辑设备(CPLD)等等。

在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

根据本公开的一个或多个实施例，本公开提供了一种电子设备，包括：

处理器；

用于存储所述处理器可执行指令的存储器；

所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现如本公开提供的任一所述的回环检测方法。

根据本公开的一个或多个实施例，本公开提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行如本公开提供的任一所述的回环检测方法。

以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这不应当理解为要求这些操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行来执行。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实施例中。相反地，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实施例中。

尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。

Claims (10)

1.一种回环检测方法，其特征在于，包括：

获取被扫描物体的帧图像集合；所述帧图像集合中的各个帧图像均具有多个扫描标志点，一个所述扫描标志点对应于一个所述被扫描物体的标志点；

根据所述帧图像集合，生成所述被扫描物体的初始框架；其中，所述初始框架中包括多个初始框架点，每个所述初始框架点为基于所述多个扫描标志点确定，一个初始框架点对应于多个帧图像中的某一个扫描标志点；

基于每个初始框架点的坐标位置信息，获取所述初始框架中每个初始框架点的候选框架点集合；

识别出各个初始框架点的候选框架点集合中满足预设的回环检测条件的目标框架点，并建立所述每个初始框架点和对应的所述目标框架点的链接关系；

基于初始框架点和对应的所述目标框架点的链接关系，对所述初始框架进行标志点全局优化处理，得到第一目标框架。

2.根据权利要求1所述的回环检测方法，其特征在于，所述根据所述帧图像集合，生成被扫描物体的初始框架，包括：

获取为空的参考框架，从所述帧图像集合中获取第一帧图像，基于所述第一帧图像对应的所有扫描标志点确定框架点添加到所述参考框架中；

依次从所述帧图像集合获取第二帧图像，从所述参考框架中获取与所述第二帧图像对应的扫描标志点匹配的待处理框架点；

基于扫描标志点特征信息判断所述第二帧图像对应的扫描标志点和匹配的所述待处理框架点是否为同一标志点；

当所述第二帧图像对应的扫描标志点和匹配的所述待处理框架点为同一标志点时，更新所述待处理框架点的特征信息，以及当所述第二帧图像对应的扫描标志点和匹配的所述待处理框架点不为同一标志点时，则基于所述第二帧图像对应的扫描标志点确定框架点添加到所述参考框架中；

对所述帧图像集合逐帧判断后，得到所述初始框架。

3.根据权利要求1所述的回环检测方法，其特征在于，所述基于每个初始框架点的坐标位置信息，获取所述初始框架中每个初始框架点的候选框架点集合，包括：

基于所述每个初始框架点的坐标位置信息确定所述每个初始框架点的位置坐标值；

基于所述位置坐标值和预设的半径距离，确定候选位置范围；

获取所述候选位置范围内的框架点作为所述每个初始框架点的候选框架点集合。

4.根据权利要求1所述的回环检测方法，其特征在于，所述识别出各个初始框架点的候选框架点集合中满足预设的回环检测条件的目标框架点，包括：

判断所述每个初始框架点和所述候选框架点集合中的候选框架点是否属于同一帧图像；

当所述每个初始框架点和所述候选框架点不属于同一帧图像时，判断所述每个初始框架点和所述每个候选框架点的特征信息是否匹配；

当所述每个初始框架点和所述候选框架点的特征信息匹配时，确定所述候选框架点为所述目标框架点。

5.根据权利要求1所述的回环检测方法，其特征在于，所述基于初始框架点和对应的所述目标框架点的链接关系，对所述初始框架进行标志点全局优化处理，得到第一目标框架，包括：

基于每帧图像中扫描标志点与所述初始框架中初始框架点的映射关系、所述每个初始框架点的坐标位置信息和所述链接关系，并以所述每帧图像中扫描标志点与所述初始框架中初始框架点的最小距离、以及所述初始框架中具有所述链接关系中的两个初始框架点之间的最小距离进行计算，得到初始框架点的更新位置坐标；

基于所述更新位置坐标对所述初始框架点进行位置更新，得到所述第一目标框架。

6.根据权利要求1至5任一项所述的回环检测方法，其特征在于，还包括：

获取所述第一目标框架中第一目标框架点对应的候选目标框架点；

基于框架点特征信息确定所述第一目标框架点和所述候选目标框架点为同一个框架点；

基于所述第一目标框架点和所述候选目标框架点确定第二目标框架点，并将为同一框架点对应的所有特征信息进行平均处理，作为所述第二目标框架点的特征信息，得到第二目标框架。

7.根据权利要求6所述的回环检测方法，其特征在于，还包括：

基于每帧图像中扫描标志点与所述第二目标框架中第二目标框架点的映射关系、所述每个第二目标框架点的坐标位置信息，并以所述每帧图像中扫描标志点与所述第二目标框架中第二目标框架点的最小距离进行计算，得到第二目标框架点的更新位置坐标；

基于所述第二目标框架点的更新位置坐标，得到第三目标框架和每帧图像对应的参数信息。

8.一种回环检测装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取被扫描物体的帧图像集合；所述帧图像集合中的各个帧图像均具有多个扫描标志点，一个所述扫描标志点对应于一个所述被扫描物体的标志点；

生成模块，用于根据所述帧图像集合，生成所述被扫描物体的初始框架；其中，所述初始框架中包括多个初始框架点，每个所述初始框架点为基于所述多个扫描标志点确定，一个初始框架点对应于多个帧图像中的某一个扫描标志点；

第二获取模块，用于基于每个初始框架点的坐标位置信息，获取所述初始框架中每个初始框架点的候选框架点集合；

识别模块，用于识别出各个初始框架点的候选框架点集合中满足预设的回环检测条件的目标框架点；

建立链接模块，用于建立所述每个初始框架点和对应的所述目标框架点的链接关系；

处理模块，用于基于初始框架点和对应的所述目标框架点的链接关系，对所述初始框架进行标志点全局优化处理，得到第一目标框架。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

处理器；

用于存储所述处理器可执行指令的存储器；

所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现上述权利要求1-7中任一所述的回环检测方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述权利要求1-7中任一所述的回环检测方法。

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