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龙图腾网恭喜杭州电子科技大学申请的专利一种基于灰度直方图的ORB-SLAM3回环检测加速方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115063715B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-23发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210599116.6，技术领域涉及：G06V20/40；该发明授权一种基于灰度直方图的ORB-SLAM3回环检测加速方法是由胡炜薇;林庆磊;秦会斌设计研发完成，并于2022-05-30向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于灰度直方图的ORB-SLAM3回环检测加速方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于灰度直方图的ORB‑SLAM3回环检测加速方法，步骤S1：在局部建图线程向回环检测线程插入关键帧时，提取关键帧的灰度直方图，并计算其标准差、均值等信息；步骤S2：在回环检测的前端筛选出高质量的回环候选关键帧；步骤S3：对回环候选关键帧进行回环可行性验证；步骤S4：在回环检测的后端进行回环矫正。采用本发明的技术方案，利用计算轻量的图像灰度直方图信息，对输入关键帧进行预筛选，从而提高回环验证的输入关键帧的质量，减少由关键帧质量低导致的无效计算的次数，能够提高ORB‑SLAM3系统的实时性能。

本发明授权一种基于灰度直方图的ORB-SLAM3回环检测加速方法在权利要求书中公布了：1.一种基于灰度直方图的ORB-SLAM3回环检测加速方法，其特征在于，至少包括以下步骤：步骤S1：在局部建图线程向回环检测线程插入关键帧时，提取关键帧的灰度直方图，并计算其标准差、均值等信息；步骤S2：在回环检测的前端筛选出高质量的回环候选关键帧；步骤S3：对回环候选关键帧进行回环可行性验证；步骤S4：在回环检测的后端进行回环矫正；其中，所述步骤S1进一步包括：步骤S11：对插入到回环检测线程的关键帧灰度图进行自适应裁剪，根据I′gray＝RectIgray，θ1，λ1，θ2，λ2，其中，I′gray为裁剪后的灰度图，表示将Igray从坐标θ1，λ1截取至θ2，λ2，具体坐标根据输入图像大小自动调整；步骤S12：计算I′gray的灰度直方图Hist，取0～255共256个灰度级；步骤S13：根据对Hist进行范围归一化得到H，其中xin、xout分别为原本各灰度级对应的值与归一化后各灰度级对应的值，值的取值范围从γ，δ映射到α，β；步骤S14：计算范围归一化后的灰度直方图的均值和标准差，计算公式如下： 其中M×N为灰度直方图H的大小，Pi，j表示直方图第i行，第j列的值；步骤S15：建立二维容器来存放帧的数据结构，以均值作为横坐标，以标准差作为纵坐标，根据μ，SD将关键帧放入容器的对应位置；所述步骤S2进一步包括：步骤S21：根据当前关键帧的均值和标准差，根据μ，SD从二维容器中取出与当前帧的均值和标准差相似的关键帧组，也即在二维容器中存放位置相近的所有关键帧；步骤S22：遍历当前关键帧的所有词袋节点，根据词袋的倒排索引，在上述关键帧组中再取出与当前关键帧有共同节点的所有关键帧KFs；步骤S23：获取当前帧的共视关键帧的数量m，并从KFs中直接剔除与当前帧的ID之差小于m的所有关键帧，得到新的KFs；步骤S24：从上述KFs中寻找最好的三个关键帧，作为候选关键帧组；步骤S25：计算候选关键帧组中的关键帧与当前帧的灰度直方图的相似度，剔除相似度小于0.85的候选关键帧，相似度计算公式如下； 其中当前帧与候选关键帧处理后的灰度直方图分别为H1和H2，H1和H2之间的相似度为dH1，H2，dH1，H2越接近1则认为两帧之间的相似度越高；所述步骤S24进一步包括：步骤S241：利用词袋向量计算两帧的相似得分；步骤S242：相似得分低于阈值的关键帧标记以后不与当前帧检测；相似得分高于阈值的关键帧，再计算其相邻关键帧的得分；步骤S243：将相似得分高于阈值的关键帧与其相邻关键帧进行得分比较，返回3个得分远高于相邻关键帧得分的最好关键帧，作为候选关键帧组；所述步骤S3进一步包括：步骤S31：几何验证；当前关键帧的5个共视关键帧中只要有3个满足条件，即和候选关键帧组匹配成功，认为几何验证通过；如果不够3个，则进行S32；步骤S32：时序验证；如果后续输入的关键帧也能与候选关键帧组匹配成功，则认为时序验证通过，与上一步几何验证成功的次数之和为3则认为回环可行性初步验证通过；如果连续两帧时序验证失败，则认为时序验证失败；步骤S33：最后进行滚转角、俯仰角、偏航角的变换量验证，只有三个量都小于一定阈值才认为回环可行性验证最终通过；所述步骤S4进一步包括：步骤S41：计算关键帧的Sim3变换；步骤S42：位姿传播；步骤S43：地图点修正。

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