基于单目视觉与惯性测量单元的SLAM技术研究

发布时间：2024-02-20 01:22

　　SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)即同时定位与地图构建技术,是指移动载体在未知环境下,通过自身携带的传感器实现自我定位和环境地图构建的技术。SLAM被认为是实现诸如无人驾驶、无人机、扫地机器人、AR/VR等的关键技术之一。随着计算机视觉技术的发展,视觉传感器以其获取信息丰富,设备简单、价格低廉等优点备受研究学者的关注并广泛用于SLAM技术中。而视觉传感器在特征缺失、动态场景及运动速度过快等情况容易失效的缺点与惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)高速率的测量自身角速度和加速度的优势具有明显的互补性,因此,使用视觉融合IMU来实现SLAM开始成为新的研究热点。鉴于此,本文提出一种基于单目视觉与IMU的SLAM方案。本文主要研究内容如下:首先,对视觉SLAM和视觉惯性SLAM的技术背景及研究现状进行了介绍和梳理,同时介绍了视觉惯性SLAM中常用的理论知识并推导了相关的数学公式,给出了经典SLAM框架并建立了SLAM问题的数学模型。其次,重点研究了单目视觉惯性里程计(VIO,Visual Inertial...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1V-SLAM应用实例Fig.1-1ApplicationofV-SLAM

c)ARd)扫地机器人图1-1V-SLAM应用实例Fig.1-1ApplicationofV-SLAM觉SLAM发展和研究现状LAM技术一般采用激光雷达测距仪，红外线测距仪或声呐作为主要的测量传感器。，随着计算机视觉在三维定位领域的理论不断成熟，基于视觉传感器....

图1-2OKVIS视觉状态量和观测值（左）和IMU的融合（右）

基于单目视觉与惯性测量单元的SLAM技术研究思路，主要区别是VINS在后端优化时采用了基于滑动窗口的用了纯视觉初始化和联合惯性视觉初始化的方法，使得系统初始S采用了Harris[37]角点结合LK（Lucas-Kanade）光流进行....

图1-3VINS-Mono框架

VIO中VINS采用了Harris[37]角点结合LK（Lucas-Kanade）光流进行跟踪，回环检测使了BoW[38]，同时还能在线标定相机和IMU的外参。VINS是VI-SLAM中集自动初始化在线外参标定、回环检测，重定位以及全局位姿图优化于一体的完整....

图2-1相机成像模型

江苏大学专业学位硕士学位论文第二章视觉惯性SLAM的基础理论SLAM的视觉基础机成像原理惯性SLAM首先是通过相机来获取周围场景信息然后进行处理，所以了解并像过程对后续工作是至关重要的。相机的成像过程是三维结构投影成平面结机成像模型有多种，....

本文编号：3903625