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《单目视觉的同时三维场景构建和定位算法new》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第28卷第5期光学学报Vol.28,No.52008年5月ACTAOPTICASINICAMay,2008文章编号:025322239(2008)0520907208单目视觉的同时三维场景构建和定位算法沈晔湖刘济林杜歆(浙江大学信息与电子工程学系,浙江杭州310027)摘要同时场景构建和定位算法是机器人自主导航的重要组成部分。针对传统算法不能应用于室外环境和缺乏定量分析的缺点,提出了一种单摄像机恢复场景三维结构和摄像机位姿的新算法。提出了视频序列关键帧提取方法,降低了运算复杂度;利用特征点对和摄像机内参量计算场景三维结
2、构和关键帧的位姿并提出一种估计关键帧位姿的简便方法;最后,提出一种兼顾优化效果和运算复杂度的自适应光束法平差算法优化场景结构和摄像机位姿,并生成适于机器人导航的数字高程图。室内和室外多种场景下的定量和定性实验结果表明,绕行误差低于4%,该算法能够接近实时准确实现同时场景构建和摄像机定位。关键词光学测量;同时场景构建和定位;自适应光束法平差;单目视觉中图分类号TP391文献标识码:ASimultaneousThree2DimensionalEnvironmentReconstructionandLocalizationb
3、asedonMonocularVisionShenYehuLiuJilinDuXin(DepartmentofInformationScienceandElectronicEngineering,ZhejiangUniversity,Hangzhou,Zhejiang310027,China)AbstractSimultaneouslocalizationandmapping(SLAM)isoneofthemostimportantcomponentsinrobotnavigation.AnovelSLAMalgori
4、thmbasedonmonocularvisionisproposedtoovercomethedifficultiesinoutdoorapplicationsandquantitativeanalysiswithtraditionalmethods.Firstly,akeyframeselectionmethodisproposedtoreducethecomputationalcost.Thenthethree2dimensional(32D)structureoftheenvironmentandtheposi
5、tionsofthecamcorderareestimatedbasedonmatchedfeaturepointsandtheintrinsicparametersofthecamcorder.Asimplemethodwithreasonableoptimizingeffectandcomputingcostisappliedtogetpositionandorientationofthecamcorder.Finally,anadaptivebundleadjustmentisadoptedtooptimizet
6、he3Dstructureoftheenvironmentandthepositionsofthecamcordersimultaneously.Digitalelevationmap(DEM)whichismoresuitableforrobotnavigationisalsoobtained.Quantitativeandqualitativeexperimentalresultsshowthattheloopclosureerrorislessthan4%.Thealgorithmcanreconstructth
7、eenvironmentandlocalizethecamcorderaccuratelyinnearlyrealtime.Keywordsopticalmeasurement;simultaneouslocalizationandmapping;adaptivebundleadjustment;monocularvision[1]1引言算法最先由J.J.Leanard等提出,按距离传感器机器人自主导航是近几十年来机器人学界研究的不同大致可将现有算法分为两类。第一种采用主[2,3][4]的一个重点问题。为了使自主机器人
8、能够规划运行动距离传感器,如激光雷达或声纳,这些算法[5][2]路径、躲避障碍,必须构建周围环境的地图并确定机一般采用扩展卡尔曼滤波或粒子滤波获得一致器人在地图中的位置和姿态。因此,同时场景构建的地图构建和定位结果。激光雷达获得的数据精度和定位算法成为机器人自主导航主要组成部分。该较高,但具有重量大、电能消耗多和价格较高的缺收稿日
