动态场景下视觉里程计算法研究与实现

来源 :武汉大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:BING_YAN3414
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
目前,随着机器人技术的迅速发展,无论是在物流仓储、自动清洁、机械制造等生产领域,还是在智能家具、自动驾驶、货物运输等生活场景中都广泛存在着智能机器人的身影。同时定位与地图构建是机器人领域的基础问题,也是机器人与周围环境进行感知和交互的重要手段。在机器人所搭载的常用传感器中,摄像头因其成本低廉、定位精度高、蕴含丰富环境信息等优势而在SLAM中获得广泛使用。可预见的是,机器人面临的越来越多样化的任务,以及涉足更加严峻、复杂的环境都对SLAM技术提出了更高的要求。视觉SLAM技术已经能够在静态环境中获得理想的位姿计算结果,但是当环境中出现动态物体时会显著降低其精度与鲁棒性。针对这一问题,本文的主要工作有:(1)对视觉里程计基础理论进行了梳理,从相机模型开始,按照特征点法视觉里程计的基本流程,依次介绍了特征提取、匹配、跟踪、位姿解算以及使用光束法平差的局部优化算法,为后续算法设计提供理论基础。(2)通过设计合理的局部地图维护策略,既保留了高质量的关键帧和地图点,减少了动态特征点加入到局部地图中的概率,提高了视觉里程计在动态场景下位姿解算的精度和鲁棒性,同时又控制了局部地图的规模,降低了计算量,提高了计算效率。相比于ORB-SLAM,使用更少的关键帧和地图点实现了动态场景下更高精度的位姿解算结果。(3)使用深度学习的方法将每帧影像中的潜在动态物体检测出来,并通过漏检补偿算法降低了神经网络的漏检率。此外目标匹配保证了目标在多帧影像中的时序一致性,目标定位恢复出了目标的位置及运动轨迹。最后分别在特征层面和目标层面设计了基于几何约束和位置约束两种算法,筛选出真正的动态目标,进而获得更精确的相机位姿。通过公开数据集和实际环境测试,本文算法能够有效筛选出画面中的动态物体,提高了视觉里程计在复杂动态场景下的精度和鲁棒性。(4)利用上文中的动态场景里程计解算的结果,初步构建了局部环境下的语义地图,在局部地图中不仅包含有地图点和关键帧,还包含恢复出世界坐标的语义目标,并通过目标关联与目标定位,得到了每个目标的运动轨迹,实现了更高层面的语义建图功能。
其他文献
余热能源广泛蕴含于工业、交通等领域产生的废液、废气中,回收此部分低品位能量可优化现有能源结构并有利于实现碳达峰和碳中和目标。温差发电器(Thermoelectric generator,TEG)因无化学污染、热电能量可直接转化等独特优势已被用于众多行业不同品级的余热回收。然而,能量转化效率低是限制其大规模商用的主要原因。本文针对TEG运行过程中帕尔帖效应造成的能量损失问题,利用试验与理论分析相结合
无线通讯技术从5G无线传输技术的普遍覆盖到6G的指日可待,微波和毫米波频段凭借宽带、波长小的优点应用于无线通讯、雷达成像等系统中。相比较传统天线,微波极化天线具有全向的辐射性能和较少的电磁干预,除此之外其还具有高阻抗带宽、高增益、低交叉极化、高隔离度等良好性能,双极化天线通常用于MIMO无线接入点和CPE设备。在太赫兹探测研究逐渐深入的今天,太赫兹天线研究也逐渐成为重点,天线的尺寸和波长成一定的比
赤泥是氧化铝工业生产过程中产生的强碱性冶金渣,由于缺乏经济可行的综合处理技术,只能堆存放置,对生态环境造成了极大地威胁,是亟待解决的工业固体废物。针对赤泥综合处理问题,本工作以山西某氧化铝厂产生的经脱钠处理后的赤泥作为原料,提出了利用铜渣协同处理赤泥碳热还原工艺回收这两种工业固体废物中的铁资源,并对提铁后的尾渣进行调整成分,以缓冷降温的方式实现玻璃化。在研究过程中,首先探究了还原温度、还原时间、铜
低频噪声波长长、衰减慢、传播距离远、穿透能力强,一直是噪声控制领域的研究热点与难点。声学超材料作为一种周期性排列的复合结构,通过对其亚波长尺度结构设计可以实现低频声波的有效控制,因而有着广泛的工程应用前景。为了进一步拓宽声学超材料在低频领域的隔声带宽,提高隔声效果,实现结构隔声性能的主动控制,本文设计并制备了一种频率可电磁调谐的薄膜型声学超材料。运用理论分析、COMSOL仿真和声学实验系统研究了该
特朗普政府上台后,按照“美国优先”的理念,出台和执行了一种迥然有别于既往的贸易政策。在上台后第一份重要贸易政策文件《2017年总统贸易政策议程》中,特朗普政府提出了“以对所有美国人更自由更公平的方式扩大贸易”的政策目标,体现出其一边致力于为美国商品和服务拓展海外市场,一边致力于重塑对美国更有利的国际贸易规则的政策思路。特朗普政府贸易政策的实践层面主要包括三方面内容:一是退出或重新谈判既有贸易协定,
中国作为生猪养殖业大国,却一直伴随着产出效率低,养殖成本高的困扰。如今,“数字兴农”正为乡村振兴注入新动能,物联网、人工智能等高新技术催生着新型养殖业,也召唤着产业革新时代的到来。能繁母猪作为猪场的核心生产力,其饲喂养殖水平直接关系到母猪的健康状况和繁殖性能,进而影响猪场的养殖效益。然而,国内大多数中小规模猪场依然采用传统的限位栏和人工饲喂的模式,不但增加运营成本,而且难以精确实现不同母猪的饲喂水
永磁同步电机(PMSM)具有转换效率高、体积小、结构紧凑等优点,在电动车领域广泛应用。但是由于老化、碰撞、化学腐蚀等多种原因都会导致永磁体产生局部失磁风险,因此,为保证电动车安全运行,对永磁同步电机局部失磁故障诊断的研究具有重要意义。在局部失磁故障诊断研究中,多数是对失磁程度进行研究,而本课题提出的永磁同步电机局部失磁故障诊断方法不仅能够分辨失磁程度,而且还能快速定位永磁体失磁位置。本课题主要研究
目前全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)仍然存在精密单点定位收敛较慢,导航电文传输速率低,信号较弱易被干扰等问题。而低轨卫星轨道高度低,卫星运行速度快,星座几何构型变化快,可以极大的缩短整周模糊度的收敛时间,且数据传输速率高,信号抗干扰能力强,利用低轨卫星增强GNSS恰好可以解决GNSS定位中存在的问题,北斗下一代发展规划已明确提出建设
随着我国经济的快速发展,铜产量日益增大。铜渣是火法熔炼的副产品,每年产出量高达2000万吨。铜渣中Cu含量在0.4%~4.6%之间,Fe含量在29%~46%之间,远远要高于相应矿石的品位,因此,铜渣中有价资源的回收一直是研究的热点。本课题组提出了“铜渣涡流适度贫化-深度还原-含铜铁水直接冶炼含铜抗菌不锈钢”的新思路,基于上述新思路和课题组前期研究基础,本文将开展铜渣冶炼的含铜铁水直接冶炼含铜奥氏体
炭质金矿是一类含有炭质物的难处理金矿,研究显示炭质金矿中的炭质物会在氰化浸出过程中对金产生“劫金”作用,使金的浸出率严重下降,为企业带来经济损失。因此本文以贵州某炭质金矿的金精矿和加压氧化渣为原料,通过对其中的元素碳、胡敏酸和富啡酸进行提取与结构表征,并对其“劫金”能力进行分析比较,为加压氧化前后炭质物形态结构的改变和“劫金”能力的变化提供理论依据和数据指导。元素碳提取物的结构分析表明:元素碳颗粒