室內(nèi)環(huán)境下單目視覺SLAM的實(shí)現(xiàn).pdf

1、移動(dòng)機(jī)器人對未知環(huán)境的探索一直是機(jī)器人研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，而同時(shí)定位與地圖構(gòu)建(SLAM)作為其實(shí)現(xiàn)的一個(gè)基本解決方法，被認(rèn)為是機(jī)器人真正實(shí)現(xiàn)自主定位和導(dǎo)航或探索任務(wù)的關(guān)鍵。近些年來，隨著視覺SLAM研究的深入，單目視覺SLAM逐漸成為移動(dòng)機(jī)器人SLAM研究領(lǐng)域新的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。
　　本文主要分析現(xiàn)有的單目視覺SLAM的實(shí)現(xiàn)方法，包括路標(biāo)的提取、路標(biāo)的識別和定位方法等關(guān)鍵技術(shù)，并嘗試在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境下實(shí)時(shí)的單目視覺同時(shí)定位與地圖

2、構(gòu)建。
　　地圖路標(biāo)的提取是實(shí)現(xiàn)單目視覺SLAM系統(tǒng)的首要任務(wù)，為了快速從視覺信息中提取路標(biāo)，本文采用Harriscornerdetector提取地圖路標(biāo)。為了兼顧實(shí)時(shí)性和可靠性，本文設(shè)計(jì)一種路標(biāo)的柵格劃分主動(dòng)選取方法，該方法選取的路標(biāo)更加均勻分布在圖像中，選取路標(biāo)的質(zhì)量更高，而且每個(gè)路標(biāo)之間存在一定的距離，從而防止路標(biāo)之間的互相干擾。
　　地圖路標(biāo)的識別是實(shí)現(xiàn)單目視覺SLAM系統(tǒng)的關(guān)鍵，為了有效地和準(zhǔn)確地識別地圖中的路標(biāo)，

3、本文采用一種主動(dòng)搜索結(jié)合ZNCC的主動(dòng)搜索識別方法。該方法僅對感興趣區(qū)域進(jìn)行路標(biāo)識別，有效地減少識別時(shí)間，達(dá)到全幀率的處理速度要求，對攝像機(jī)移動(dòng)過程中的視角變化和尺度變化有較高的識別率。
　　在分析比較擴(kuò)展卡爾曼濾波和SLAM過程的基礎(chǔ)上，采用擴(kuò)展卡爾曼濾波算法作為本文單目視覺SLAM的定位方法，為了減少錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)帶來的影響，將1-pointRANSAC方法應(yīng)用到地圖更新階段。為了增加選取可靠路標(biāo)的機(jī)會和快速排除局部不穩(wěn)定的路