动态环境下基于视觉的语义SLAM算法研究

来源 :燕山大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wendiii
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
同步定位与建图(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)通过自身所携带的传感器获取环境信息来联合估计机器人的运动和周围环境的地图,大多数的SLAM系统假定机器人运行在静态的环境,然而机器人实际运行的场景中含有大量运动物体,这将严重影响系统定位的精度甚至造成系统定位的失败。针对上述问题,本文提出了室外动态场景下双目视觉语义SLAM方法。具体内容如下:首先,针对动态特征点影响系统的定位精度的问题,提出了利用图像语义分割信息剔除动态点的方法。使用卷积神经网络对图像进行分割,获取像素点的类别信息,以此定义特征点动态属性并剔除动态特征点,使用静态特征点进行匹配,并在特征点匹配过程中增加语义属性的匹配,从而恢复相对准确的相机位姿。实验结果证明,算法有效的减少了动态物体的影响,提高了系统的定位精度。其次,针对仅利用图像语义信息不能判断同类物体当前的运动状态问题,提出了结合语义信息和稀疏场景流的动态物体剔除算法。使用SegNet网络获取语义信息同时判断特征点当前运动状态,基于恒速运动模型估计相机位姿并恢复特征点空间位置,计算空间点速度并结合语义信息进行特征点选择。为解决计算特征点速度时系统存在的噪声干扰,设计均值滤波窗口来滤除噪点。实验结果表明,使用场景流和语义信息结合,系统既能消除运动物体对定位的影响,又能恢复出语义信息误剔除的特征点,提高系统的定位精度。最后,针对动态点误剔除或剔除不完全问题,提出了基于长期观测地图点的动态空间点的筛选方法,并构建了语义地图。在消除动态物体影响方面,记录空间点在连续帧中出现次数,以优化次数作为该特征点稳定性依据,随观测次数的增多逐步增加潜在动态点的置信度并参与优化,提高系统的定位精度。在构建语义地图方面,在语义信息方面除获取语义分割图像外,记录了每个像素点不同类别的概率用以构建语义地图,使用贝叶斯更新地图点,随着观测的语义属性的变化,最终以最大的概率类别确定空间地图点的语义信息。实验结果证明,所提算法能够很好的区分动态点和静态点,并提高系统的定位的精度,最后实现大规模环境的语义地图构建。
其他文献
麻醉药物引起大脑神经活动和血流动力学活动的变化,由于成人和儿童的脑发育程度存在差异,因此麻醉药物会对不同年龄段的大脑产生不同的影响。目前不同年龄麻醉下神经活动和血流动力学活动的变化尚未明确。分析神经血管耦合是理解药物作用于大脑机制的重要途径。因此本文以临床获取的数据为基础,对不同年龄段麻醉下神经血管耦合进行研究。首先,利用脑电(electroencephalography,EEG)和功能近红外光谱
人体上肢运动是在中枢神经系统(Central Nervous System,CNS)的控制下,多块肌肉间相互配合共同作用的结果,表现为运动相关肌肉间的相互耦合现象。在此过程中产生的肌电信号(Electromyography,EMG)包含了丰富的运动控制信息,通过研究多通道EMG间的耦合关系,可以探究CNS的控制机制和运动肌肉的协调配合方式。首先,分析了几种常见的生理电信号的产生机理和适用情况,并基
随着互联网技术的不断发展,电子商务也随之兴起,商品的评论成为了人们进行购买决策时重要的参考信息。为了获得可观的收益,商家通常雇佣多个虚假评论发布人对其竞争对手的产品进行恶意评论来诋毁产品的质量或者对自身的产品进行良好的评论来增加产品销售量。这些被雇佣一起进行不实评论的团体叫做虚假评论群组。对比于单个虚假评论人,虚假评论群组更隐蔽,对电商平台产生的威胁更大,严重影响了电商平台的公平性。为检测虚假评论
云朵是自然界各种景观中的一种重要组成部分,云的模拟是计算机图形学领域和气象学领域的热门研究课题。云模拟在真实场景的构建和影视动画仿真中起着重要的作用。在仿真场景中加入模拟的云图像,可以有效地改善虚拟场景的视觉效果,提高虚拟环境的真实感。针对当前云的模拟形态比较单一且渲染效果不够真实的问题,优化元胞自动机模型生成多形态动态云,并综合考虑光照、动态天空等因素完成云场景的真实感绘制。首先,结合自然界三维
随着信息化社会的飞快发展,软件行业竞争日益激烈,“唯快不破”的研发理念成为项目团队的共同追求,持续集成则成为快速推出符合市场需求的高质量软件产品的有效手段。虽然持续集成的实践取得了一些成果,但仍然缺少能够有效评估各项目持续集成过程运行效果的评估模型和实现方法。首先,描述了持续集成在国内外的发展现状以及主流持续集成工具,总结了持续集成的主要作用以及持续集成过程评估的价值,阐述了过程评估建模的相关方法
此文利用BCS弱耦合超导理论和Eliashberg强耦合超导理论研究二硼化镁(MgB2)的高温超导电性(Tcexpt.=39K)。在弱耦合BCS理论中,该文详细报导电声子相互作用常数N(0)V计算公式和Debye温度ΘD的计算方法,并指出,由于N(0)V推导只涉及纵向声学模与电子的相互作用,Te=0.85ΘD exp{(-1)/(N(0)V))公式中的ΘD只取纵向Debye温度即可,ΘD→ΘDL=
随着第五代(Fifth-Generation,5G)移动通信技术时代的到来,移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)正在成为学术界和工业界关注的热点,其中调度策略的制定是一个极具挑战的问题。为了在保证任务尽快被执行的同时,优化MEC系统的整体性能,基于信息可观察情形,研究MEC系统中任务调度策略的博弈优化问题。首先,面向实时型任务,为了保证任务的响应性能,令全部虚拟机始终
现代社会中,图像是人们从外界获取信息的一种主要方式。高分辨率图像包含了丰富的细节信息和色彩,在医疗诊断、智能设备、视频监控等领域可以发挥出非常重要的作用。然而,在某些情况下,由于成像系统和成像环境的限制,我们只能获得低分辨率的图像。而较低的图像分辨率会给各种图像处理系统带来很大的挑战,造成图像处理系统性能下降。因此,如何提高图像的分辨率一直以来都备受关注。图像超分辨率重建是指利用图像处理技术,从给
随着网络技术的不断发展和完善,我们可以在各种电商平台上购买自己中意的产品。在购买产品时,推荐系统因其优秀的信息过滤功能逐渐成为人们依赖的工具。然而,一些不法商家为了商业利益,雇佣灰色组织,有目的性得对某些产品进行虚假评分,给予人们错误的商品推荐。这些灰色组织因利益需求,活跃在各个电商平台中,对推荐系统的安全造成了巨大的威胁。因此,如何有效地检测出这些组织,是推荐系统中急需解决的安全问题。目前的检测
本文提出了一个利用Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)纠缠态作为量子信道的安全直接通信方案。在这篇文章中指出,最近由Nguyen提出的‘量子对话’通信方案在截取再发送窃听行为的攻击下,秘密信息是可以被窃听的。本文给出了一个修改后的方案来抵制这种截取再发送攻击,并且讨论了存在控制者的情况下如何实现控制量子安全直接通信。窃听者破坏传输粒子的窃听行为同样也可以被抵制。因此,利