隨著人工智能領(lǐng)域的迅猛發(fā)展,同時(shí)定位與建圖技術(shù)（Simultaneous Localization And Mapping,SLAM）逐漸成為橫跨計(jì)算機(jī)視覺與無人駕駛領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),特別是基于視覺的SLAM技術(shù)已經(jīng)成為推動(dòng)無人駕駛發(fā)展的主要?jiǎng)恿�。視覺SLAM根據(jù)幀間位姿的估算方式不同,可分為特征點(diǎn)法與直接法。特征點(diǎn)法基于特征提取,具有提取穩(wěn)定、光照魯棒性強(qiáng)、閉環(huán)信息易檢測等優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是無法構(gòu)建環(huán)境稠密地圖;直接法基于灰度不變假設(shè),通過對像素點(diǎn)的追蹤與處理,能夠輕松構(gòu)建環(huán)境稠密地圖,缺點(diǎn)是無法對閉環(huán)信息進(jìn)行有效檢測,造成幀間誤差容易產(chǎn)生積累,導(dǎo)致軌跡與地圖點(diǎn)出現(xiàn)漂移。本文結(jié)合特征點(diǎn)法和直接法的優(yōu)點(diǎn),提出了一種基于直接法和視覺詞典融合的SLAM方法,較好的解決了直接法在室外大范圍場景下運(yùn)動(dòng)時(shí),誤差累計(jì)造成軌跡與地圖點(diǎn)的漂移問題。本文所做的研究工作主要包括:（1）設(shè)計(jì)了一種基于直接法的視覺里程計(jì)（D-VO）。視覺里程計(jì)主要由光度優(yōu)化、前端追蹤和后端優(yōu)化,共三個(gè)主線程組成。在光度校優(yōu)化線程內(nèi),通過設(shè)計(jì)一種光度校準(zhǔn)模型對輸入的光度信息（響應(yīng)函數(shù)與漸暈函數(shù)）進(jìn)行優(yōu)化,降低了系統(tǒng)的光度誤差;前端追蹤... 

【文章來源】：河南大學(xué)河南省

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

SLAM應(yīng)用場景

第1章緒論3為一個(gè)概率濾波器問題。早期SLAM系統(tǒng)搭載的傳感器以激光雷達(dá)為主。激光SLAM憑借著紋理性強(qiáng)，精度高等優(yōu)點(diǎn)，備受研究人員青睞，但激光雷達(dá)受限于成本較高，無法被廣泛采用。進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著計(jì)算機(jī)視覺和移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)的迅猛發(fā)展，以搭載相機(jī)為主的視覺SLAM開始進(jìn)入人們視線。相機(jī)具有成本低、體積小等優(yōu)點(diǎn)，使得視覺SLAM有望在低成本等移動(dòng)硬件上得以實(shí)現(xiàn)。早期的視覺SLAM系統(tǒng)，對相鄰幀之間的位姿優(yōu)化均采用濾波優(yōu)化的方法。所有的濾波優(yōu)化均基于馬爾科夫性，認(rèn)為機(jī)器人在t時(shí)刻的狀態(tài)只與t1時(shí)刻有關(guān)，而與之前狀態(tài)無關(guān)。因此，基于濾波的視覺SLAM系統(tǒng)在全局一致性地圖的構(gòu)建與優(yōu)化方面比較困難。2006年Ozyesil等人將運(yùn)動(dòng)恢復(fù)結(jié)構(gòu)中的光束平差法（BundleAdjustment，BA）引入到視覺SLAM系統(tǒng)中[10]，使得于圖優(yōu)化的SLAM系統(tǒng)成為主流。圖優(yōu)化將機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過程中所有時(shí)刻的位姿與地圖點(diǎn)，都放入一個(gè)統(tǒng)一的“圖”中進(jìn)行優(yōu)化，很好的解決了全局一致性地圖的優(yōu)化問題。由于圖優(yōu)化與BA均源自運(yùn)動(dòng)恢復(fù)結(jié)構(gòu)，所以說視覺SLAM也是一種特殊的運(yùn)動(dòng)恢復(fù)結(jié)構(gòu)。1.2.1視覺SLAM經(jīng)典框架視覺SLAM經(jīng)過二十余年的發(fā)展，逐漸形成了以圖像前端和優(yōu)化后端為主的經(jīng)典框架。視覺SLAM經(jīng)典框架主要包含以下五個(gè)線程：傳感器數(shù)據(jù)獲�。ǐ@�。�、前端（圖像追蹤）、后端（非線性優(yōu)化）、閉環(huán)檢測、建圖，其中不含有閉環(huán)檢測的系統(tǒng)又被稱為視覺里程計(jì)，如圖1-2所示。圖1-2視覺SLAM經(jīng)典框架1.傳感器數(shù)據(jù)（獲�。和ㄟ^視覺傳感器獲取目標(biāo)區(qū)域的圖像信息并對其進(jìn)行預(yù)處理的過程。如果主體是機(jī)器人，則傳感器數(shù)據(jù)可能還有里程計(jì)、IMU、GPS等。

DTAM-SLAM2014年J.Engel等人在DTAM的基礎(chǔ)上提出了LSD-SLAM（Large-ScaleDirect

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]視覺同時(shí)定位與地圖創(chuàng)建綜述[J]. 周彥,李雅芳,王冬麗,裴廷睿.  智能系統(tǒng)學(xué)報(bào). 2018(01)
[2]基于視覺的移動(dòng)機(jī)器人同時(shí)定位與建圖研究進(jìn)展[J]. 孫鳳池,黃亞樓,康葉偉.  控制理論與應(yīng)用. 2010(04)
[3]移動(dòng)機(jī)器人同時(shí)定位與地圖創(chuàng)建研究進(jìn)展[J]. 羅榮華,洪炳镕.  機(jī)器人. 2004(02)



本文編號：3131052