基于類屬超圖的視覺(jué)同步定位和地圖構(gòu)建關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展及人們生活的需要，機(jī)器人的作業(yè)環(huán)境也愈來(lái)愈廣泛和復(fù)雜，甚至是未知的。這種特性決定了機(jī)器人必須在它所探測(cè)的環(huán)境中能夠自主移動(dòng)（mobile robot），構(gòu)建所處環(huán)境周圍的一致地圖并根據(jù)所這張地圖實(shí)現(xiàn)自身的實(shí)時(shí)定位，從而真正實(shí)現(xiàn)自主智能化。同步定位與地圖構(gòu)建(Simultaneous Localization and Mapping，SLAM)技術(shù)在這種背景下應(yīng)運(yùn)而生，并成為了整個(gè)移動(dòng)機(jī)器人自主導(dǎo)航的基本，提出了各種

2、解決方案。
　　本文針對(duì)室內(nèi)未知環(huán)境下基于圖像表觀的移動(dòng)機(jī)器人單目視覺(jué)SLAM進(jìn)行研究。論文的主要工作和創(chuàng)新之處如下：
　　1）提出了一種基于類屬超圖模型的閉環(huán)檢測(cè)(Loop closure detection)方法。閉環(huán)檢測(cè)是SLAM必不可少的環(huán)節(jié)。本文在采用屬性圖表征場(chǎng)景圖像的基礎(chǔ)上，對(duì)一定范圍內(nèi)的場(chǎng)景圖像集根據(jù)相似性傳播構(gòu)建類屬超圖模型?；谶f歸的SOM樹(shù)從SLAM數(shù)據(jù)庫(kù)中快速準(zhǔn)確地搜索候選閉環(huán)集，再根據(jù)本文提出的三個(gè)

3、約束來(lái)判斷是否發(fā)生了閉環(huán)。
　　2）提出了一種單目視覺(jué)的基于光流的運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法。運(yùn)動(dòng)估計(jì)是SLAM的基礎(chǔ)，本文基于單目視覺(jué)的定位方法，利用Fast角點(diǎn)實(shí)現(xiàn)初始化特征定位。在初始化的基礎(chǔ)上，后續(xù)圖像直接根據(jù)圖像的信息進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)。兩次高斯-牛頓優(yōu)化與重投影操作，提高了位姿估計(jì)的準(zhǔn)確性。
　　3）結(jié)合基于類屬超圖的閉環(huán)檢測(cè)，以及快速的運(yùn)動(dòng)估計(jì)，搭建了單目視覺(jué)SLAM的框架。在數(shù)據(jù)集上的實(shí)驗(yàn)證明：根據(jù)本文所提出的方法獲得的單目視覺(jué)