《计算机应用研究》|Application Research of Computers

融合双目视觉与惯导信息的高效视觉里程计算法

Efficient visual odometry algorithm combining stereo vision and inertial navigation information

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作者 潘林豪,田福庆,应文健,佘博
机构 海军工程大学 兵器院
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摘要 为提高视觉里程计(VO)在大尺度环境下运行的实时性,提出一种融合双目视觉与惯导信息的视觉里程计算法。算法主要由前端位姿跟踪和后端局部地图优化两个线程组成。位姿跟踪线程首先使用惯导信息辅助光流法进行帧间特征点跟踪并估计相机初始位姿;接着通过最小化图像光度误差获取当前帧像素点与局部地图点的对应关系,而后最小化当前帧上局部地图点的重投影误差和惯性测量单元(IMU)预积分误差,得到当前帧准确的位姿估计。后端局部地图优化线程对滑动窗口内的关键帧提取特征点并三角化新地图点,使用光束平差法(BA)对逆深度参数化表示的地图点位置、关键帧位姿、速度以及陀螺仪和加速度计零偏进行滑窗优化,为前端提供更加精确的局部地图相机位姿和环境信息。在EuRoC数据集上的实验表明,相比于ORB-SLAM2算法、ORB-SLAM3算法,该融合双目视觉与惯导信息的视觉里程计算法的定位精度略有下降,但可以较大程度提高位姿跟踪的实时性。
关键词 同时定位与地图构建;特征点法;直接法;传感器融合;光束平差法
基金项目 国家自然科学基金资助项目
海军工程大学自主立项基金资助项目
本文URL http://www.arocmag.com/article/02-2021-05-034.html
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中图分类号 TP242.62
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