針對復(fù)雜環(huán)境中的移動機(jī)器人,利用自身所攜帶的視覺傳感器獲取機(jī)器人所在環(huán)境的三維空間模型和機(jī)器人的運(yùn)動軌跡,這是視覺即時定位與地圖構(gòu)建（Simultaneous localization and mapping,SLAM）所要完成的工作,也是實(shí)現(xiàn)移動機(jī)器人任務(wù)規(guī)劃、導(dǎo)航和控制等自主運(yùn)動的前提之一。RGB-D SLAM算法主要由前端和優(yōu)化后端兩部分組成,本文針對移動機(jī)器人同時定位與地圖構(gòu)建中存在的累積誤差問題,將圖優(yōu)化方法應(yīng)用于前端和后端優(yōu)化中,以提高移動機(jī)器人位姿估計(jì)和建圖的準(zhǔn)確性。本文的主要工作和成果如下:1.針對SLAM實(shí)時性的要求,本文采用ORB（Oriented FAST and Rotated BRIEF）算法對圖像進(jìn)行特征點(diǎn)檢測與描述,并采用基于隨機(jī)抽樣一致性（RANSAC）算法的特征匹配算法進(jìn)行特征匹配,來剔除其中的誤匹配,得到正確匹配結(jié)果。這樣不僅提高了圖像特征提取與描述的速度,而且提高了特征匹配的準(zhǔn)確率。2.針對SLAM前端中移動機(jī)器人位姿的準(zhǔn)確求解問題,本文提出了EPNP（An Accurate O（n）Solution to the PnP Problem）結(jié)合圖優(yōu)... 

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景和研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 視覺SLAM前端研究現(xiàn)狀
        1.2.2 視覺SLAM回環(huán)檢測研究現(xiàn)狀
        1.2.3 視覺SLAM后端優(yōu)化研究現(xiàn)狀
        1.2.4 視覺SLAM整體方案研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要工作
第2章 基于深度相機(jī)的實(shí)驗(yàn)平臺設(shè)計(jì)
    2.1 引言
    2.2 Xtion PRO LIVE視覺平臺
    2.3 Xtion PRO LIVE圖像獲取
    2.4 Xtion PRO LIVE視覺標(biāo)定
        2.4.1 攝像機(jī)標(biāo)定坐標(biāo)系
        2.4.2 攝像機(jī)內(nèi)參矩陣
        2.4.3 標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
    2.5 本章小結(jié)
第3章 基于圖優(yōu)化的視覺SLAM前端
    3.1 引言
    3.2 圖像特征提取
        3.2.1 SIFT特征
        3.2.2 SURF特征
        3.2.3 ORB特征
    3.3 特征匹配
    3.4 位姿估計(jì)
        3.4.1 EPnP
        3.4.2 基于圖優(yōu)化的相機(jī)位姿優(yōu)化
    3.5 提取關(guān)鍵幀
    3.6 本章小結(jié)
第4章 基于視覺詞袋模型的回環(huán)檢測
    4.1 引言
    4.2 回環(huán)檢測簡介
    4.3 回環(huán)檢測方法概述
    4.4 二值化圖像特征
    4.5 視覺詞袋模型
    4.6 視覺詞典
        4.6.1 構(gòu)建詞典樹
        4.6.2 關(guān)鍵幀相似度計(jì)算
    4.7 圖像數(shù)據(jù)庫
        4.7.1 數(shù)據(jù)庫查詢
        4.7.2 匹配分組
        4.7.3 時間一致性檢測
        4.7.4 幾何一致性檢測
    4.8 本章小結(jié)
第5章 基于圖優(yōu)化的SLAM后端優(yōu)化
    5.1 引言
    5.2 基于EKF的SLAM后端優(yōu)化
    5.3 圖優(yōu)化與G2O簡介
    5.4 位姿圖優(yōu)化
    5.5 本章小結(jié)
第6章 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析
    6.1 引言
    6.2 實(shí)驗(yàn)平臺介紹
    6.3 實(shí)驗(yàn)算法設(shè)計(jì)
    6.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    6.5 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
    7.1 研究工作總結(jié)
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目和成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于深度學(xué)習(xí)的視覺SLAM綜述[J]. 趙洋,劉國良,田國會,羅勇,王梓任,張威,李軍偉.  機(jī)器人. 2017(06)
[2]移動機(jī)器人的同步自定位與地圖創(chuàng)建研究進(jìn)展[J]. 陳衛(wèi)東,張飛.  控制理論與應(yīng)用. 2005(03)



本文編號：3666437