基于RGB-D图像点与边缘结合的视觉里程计研究

发布时间：2024-06-02 12:50

　　视觉里程计是移动机器人领域中的一个重要分支,其对移动机器人在不熟悉的未知环境中完成自主导航的功能发挥决定性作用。视觉里程计是指通过对连续的图像序列进行相关过程的处理,实现移动机器人的定位。RGB-D相机既可以获取RGB图像又能够采集深度信息,并且具有测量精度高、频率快、价格低廉、方便安装的优点,这些优势使得近年来RGB-D视觉里程计成为了该领域的热点,一些相关的应用也因此产生。人类的生活环境往往十分复杂,例如在室内场景中,采集到的图像会包括弱纹理、强光线、长通道等信息,这些复杂的图像信息是视觉里程计无法避免的,给移动机器人定位带来巨大挑战。对于室内场景,观察RGB-D图像会发现存在丰富的边缘特征,边缘特征相比于点特征具有更丰富的环境信息,对于应对纹理缺失、点特征不足而导致的跟踪失败情况有着明显的优势。因此,本文针对室内环境下RGB-D图像的鲁棒视觉定位研究,结合特征点和边缘特征对RGB-D视觉里程计算法进行改进,提高定位精度。具体来说,本文主要做了以下工作。在最小化边缘特征距离误差之前添加一个稀疏初始化操作。首先,由于RGB-D相机获取的深度图像信息含有噪声干扰,影响位姿估计精度,采用...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 视觉里程计技术概述
        1.2.1 视觉里程计与SLAM关系
        1.2.2 视觉里程计分类
    1.3 国内外研究现状与发展趋势
    1.4 面临的困难和挑战
    1.5 研究内容与结构安排
第2章 RGB-D传感器
    2.1 RGB-D传感器简介
    2.2 RGB-D相机深度测量
    2.3 RGB图像成像原理
    2.4 相机标定方法
    2.5 本章小结
第3章 基于RGB-D图像边缘特征具有稀疏初始化的视觉里程计
    3.1 概述
    3.2 基于RGB-D图像边缘特征具有稀疏初始化的视觉里程计
        3.2.1 边缘特征检测
        3.2.2 边缘数据信息处理
        3.2.3 滤波方法
        3.2.4 稀疏初始化
        3.2.5 位姿估计
        3.2.6 参考帧选择
    3.3 实验结果及算法评估
        3.3.1 仿真实验平台介绍
        3.3.2 实验描述
        3.3.3 边缘特征提取与匹配结果
        3.3.4 算法评估
    3.4 本章小结
第4章 基于RGB-D图像点与边缘特征改进参考帧筛选的视觉里程计
    4.1 概述
    4.2 基于RGB-D图像点与边缘特征改进参考帧筛选的视觉里程计
        4.2.1 基于特征点的方法
        4.2.2 特征点提取
        4.2.3 特征点匹配
        4.2.4 距离变换
        4.2.5 边缘特征的距离误差
        4.2.6 参考帧选取
        4.2.7 点特征的重投影误差
    4.3 实验结果及算法评估
        4.3.1 边缘特征提取和距离变换结果
        4.3.2 参考帧筛选结果
        4.3.3 算法评估
    4.4 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 本文主要工作与研究成果
    5.3 未来工作展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果



本文编号：3987275